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微重点 1 函数的公切线问题
[考情分析] 函数的公切线问题,是导数的重要应用之一,利用导数的几何意义,通过双变量的处理,从
而转化为零点问题,主要利用消元与转化,考查构造函数、数形结合能力,培养逻辑推理、数学运算素养.
考点一 求两函数的公切线
例1 (2024·扬州模拟)若直线l既是曲线y=ln x的切线,也是曲线y=ex-2的切线,则直线l的方程为
.
[规律方法] 求切线方程时,注意区分曲线在某点处的切线和曲线过某点的切线,曲线y=f(x)在点P(x ,
0
f(x ))处的切线方程是y-f(x )=f'(x )·(x-x );求过某点的切线方程,需先设出切点坐标,再依据已知点在切线
0 0 0 0
上求解.
跟踪演练1 (2023·南平模拟)已知曲线y=aln x和曲线y=x2有唯一公共点,且这两条曲线在该公共点处
有相同的切线l,则直线l的方程为 .
考点二 与公切线有关的求值问题
1
例2 (2024·大连模拟)斜率为1的直线l与曲线y=ln(x+a)和圆x2+y2= 都相切,则实数a的值为 ( )
2
A.0或2 B.-2或0
C.-1或0 D.0或1
[规律方法] 利用导数的几何意义解题,关键是切点,要充分利用切点既在曲线上又在切线上构造方程.
跟踪演练2 (2024·河南省部分重点高中联考)若两个函数f(x)=ln x+a和g(x)=bex(a,b∈R)存在过点
( 1)
2, 的公切线,设切点坐标分别为(x ,f(x )),(x ,g(x )),则(x +2x )·[f(x )+2g(x )]= .
2 1 1 2 2 1 2 1 2
考点三 判断公切线条数
例3 (2024·广州模拟)曲线C :y=x2与曲线C :y=ln x公切线的条数是 ( )
1 2
A.0 B.1
C.2 D.3
[规律方法] 运用导数与斜率之间的关系可以将两曲线公切线的切点表示出来,构造新的函数,通过零点
存在定理判断函数零点个数,即方程解的情况.
1
跟踪演练3 已知函数f(x)=x3-x,则与曲线y=f(x)和y=x2+ 均相切的直线l有 ( )
4
A.1条 B.2条
C.3条 D.4条
考点四 求参数的取值范围x2
例4 (2024·曲靖模拟)已知a>0,若点P为曲线C :y= +ax-m与曲线C :y=2a2ln x的交点,且两条曲
1 2 2
线在点P处的切线重合,则实数m的取值范围是 ( )
A. ( -∞,e - 1 2 ] B. ( -∞,e4 1]
C. ( -∞,e 1 2 ] D.(-∞,2e]
[规律方法] 利用导数的几何意义,构造参数关于切点横坐标或切线斜率k的函数,转化成函数的零点问
题或两函数的交点问题,利用函数的性质或图象求解.
跟踪演练4 若曲线y=kx-1(k<0)与曲线y=ex有三条公切线,则k的取值范围是 .答案精析
1
例1 y=x-1或y= x
e
跟踪演练1 2√ex-y-e=0
例2 A
跟踪演练2 9
例3 C [设公切线与y=x2的切点为(x ,x2 ),
1 1
与y=ln x的切点为(x ,ln x ),
2 2
1
y=x2的导数为y'=2x,y=ln x的导数为y'= ,
x
则在切点(x
,x2
)处的切线方程为
1 1
y-x2=2x (x-x ),
1 1 1
即y=2x
x-x2
,
1 1
则在切点(x ,ln x )处的切线方程为
2 2
1
y-ln x = (x-x ),
2 x 2
2
1
即y= x+ln x -1,
x 2
2
{ 2x = 1 ,
∴ 1 x
2
x2=1-ln x ,
1 2
整理得到x2
-ln x =1+ln 2,
1 1
令f(x)=x2-ln x,x∈(0,+∞),
1 2x2-1
则f'(x)=2x- = ,
x x
√2
令f'(x)>0,得x> ;
2
√2
令f'(x)<0,得00),则由y= +ax-m
2
可得y'=x+a,
2a2
又y=2a2ln x可得y'= ,
x
2a2
且两条曲线在点P处的切线重合,所以切线的斜率k=n+a= (a>0),
n
解得n=a或n=-2a(舍去),
即点P的横坐标为a(a>0),
x2
由点P为曲线C :y= +ax-m与曲线C :y=2a2ln x的交点,
1 2 2
a2
所以 +a2-m=2a2ln a,
2
3
即m=-2a2ln a+ a2,
2
3
令f(a)=-2a2ln a+ a2(a>0),
2
则f'(a)=-4aln a+a=a(1-4ln a),
1
令f'(a)=0可得a= e4,
1
由a>0知,当00,
1
当a> e4时,f'(a)<0,
( 1) ( 1 )
所以f(a)在 0,e4 上单调递增,在 e4,+∞ 上单调递减,
( 1) 1
所以f(a) max =f e4 = e2,( 1]
当a→+∞时,f(a)→-∞,则实数m的取值范围为 -∞,e2 .]
( 1 )
跟踪演练4 - ,0
e