函数的切线问题
函数图像的切线问题(可编辑修改word版)
0 0 0 00 0 0 0 0 0 x = x 0 0 0 0x 1函数图像的切线问题要点梳理归纳1. 求曲线 y ＝f(x)的切线方程的三种类型及其方法(1) 已知切点 P(x 0，f(x 0))，求 y ＝f(x)在点 P 处的切线方程：切线方程为 y －f(x 0)＝f′(x 0)(x －x 0).(2) 已知切线的斜率为 k ，求 y ＝f(x)的切线方程：设切点为 P(x 0，y 0)，通过方程 k ＝f′(x 0)解得 x 0，再由点斜式写出方程. (3)已知切线上一点(非切点)A(s,t)，求 y ＝f(x)的切线方程：设切点为 P(x 0，y 0)，利用导数将切线方程表示为 y －f(x 0)＝f′(x 0)(x －x 0)，再将A(s,t)代入求出 x 0.2. 两个函数图像的公切线函数 y=f(x)与函数 y=g(x) 存在公切线， 若切点为同一点 P(x 0，y 0)，则有 Error!若切点分别为(x ,f(x )),(x ,g(x )),则有 f '(x ) = g '(x ) =f (x 1 ) -g (x 2 ) .1 12 2题型分类解析1 2- x题型一已知切线经过的点求切线方程例 1.求过点 P (2, 2) 与已知曲线 S : y = 3x - x 3 相切的切线方程. 解：点 P 不在曲线 S 上.设切点的坐标( x , y ) ，则 y = 3x - x 3，函数的导数为 y ' = 3 - 3x 2 ， 切线的斜率为k = y '= 3 - 3x 2 ，∴切线方程为y - y = (3 - 3x 2 )( x - x ) ， 0点 P (2, 2) 在切线上，∴2 - y = (3 - 3x 2 )(2 - x ) ，又 y = 3x - x 3 ，二者联立可得 x 0 = 1,或x 0 = 1 ± 3, 相应的斜率为k = 0 或k = -9 ± 6 32⎩ ⎨2 2 0∴切线方程为 y = 2 或 y = (-9 ± 6 3)( x - 2) + 2 .例 2. 设函数 f ( x ) = g ( x ) + x 2 ，曲线 y = g ( x ) 在点(1, g (1))处的切线方程为 y = 2x + 1，则曲线 y = f ( x ) 在点(1, f (1))处的切线方程为解析： 由切线过 (1, g (1))可得： g (1) = 3 ， 所以 f (1) = g (1) + 12 = 4 ， 另一方面，g ' (1) = 2 ， 且f ' ( x ) =g ' ( x ) + 2x ， 所以 f ' (1) = g ' (1) + 2 = 4 ， 从而切线方程为：y - 4 = 4( x - 1) ⇒ y = 4x例 3. 已知直线 y = kx +1与曲线 y = x 3 + ax + b 切于点(1, 3) ，则b 的值为解析：代入(1, 3) 可得： k = 2 ， f ' ( x ) = 3x 2 + a ，⎧⎪ f (1) = a + b + 1 = 3⎧a = -1 所以有⎨⎪ f ' (1) = 3 + a = 2 ，解得 ⎩b = 3题型二已知切线方程（或斜率），求切点坐标（或方程、参数）例 4.已知函数 f ( x ) = ln x + 2x ，则：（1） 在曲线 f ( x ) 上是否存在一点，在该点处的切线与直线4x - y - 2 = 0 平行 （2） 在曲线 f ( x ) 上是否存在一点，在该点处的切线与直线 x - y - 3 = 0 垂直解：设切点坐标为( x 0, y 0 ) ∴ f '(x ) = 1+ 2 x 0由切线与4x - y - 2 = 0 平行可得：f ' ( x ) = 1 + 2 = 4 ⇒ x = 1∴ y = f ⎛ 1 ⎫= ln 1 + 1 00 ⎪⎝ ⎭ 2∴切线方程为： y - 1 + ln 2 = 4 ⎛ x - 1 ⎫⇒ y = 4x - ln 2 - 12 ⎪ ⎝ ⎭0 x⎩（2）设切点坐标( x 0, y 0 ) ∴ f '(x ) = 1 x 0+ 2 ，直线 x - y - 3 = 0 的斜率为1∴ f '( x ) =1x 0 + 2 = -1 ⇒ x 0 = - 13 而 x 0 ∈(0, +∞)∴ x 0= - 1不在定义域中，舍去 3∴不存在一点，使得该点处的切线与直线 x - y - 3 = 0 垂直例 5.函数 f ( x ) = a ln x - bx 2 上一点 P (2, f (2))处的切线方程为 y = -3x + 2 ln 2 + 2 ，求a , b 的值思路：本题中求a , b 的值，考虑寻找两个等量条件进行求解， P 在直线y = -3x + 2 l n 2 + 2 上，∴ y = -3⋅ 2 + 2 l n 2 + 2 = 2 l n 2 - 4 ，即 f (2) =2ln2 - 4 ，得到a , b 的一个等量关系，在从切线斜率中得到 x = 2 的导数值，进而得到a , b 的另一个等量关系，从而求出a , b解： P 在 y = -3x + 2 ln 2 + 2 上，∴ f (2) = -3⋅ 2 + 2 ln 2 + 2 = 2 ln 2 - 4∴ f (2) = a ln 2 - 4b = 2 ln 2 - 4又因为 P 处的切线斜率为-3af ' ( x ) = a - 2bx x⎧a ln 2 - 4b = 2 ln 2 - 4 ⎧a = 2 ∴ f ' (2) = - 4b = -3 , 2 ⎪⎨ a ⎪⎩ 2- 4b = -3 ⇒ ⎨b = 1例 6.设函数 f ( x ) = x 3 - ax 2 - 9x - 1(a < 0) ，若曲线 y = 线12x + y = 6 平行，求a 的值f ( x ) 的斜率最小的切线与直思路：切线斜率最小值即为导函数的最小值，已知直线的斜率为-12 ，进而可得导函数的0 0 ∴⎪ -最小值为-12 ，便可求出a 的值解： f ' ( x ) = 3x 2- 2ax - 9 = 3⎛x 2- ⎝2 a + 13 9 a 2 ⎫ - ⎭ 1a 2 - 9 = 3⎛ x - 3 ⎝1 ⎫2 a ⎪3 ⎭- 1 a 2 - 93∴ f ' ( x ) = f ⎛ 1 a ⎫= - 1 a 2 - 9 直线12x + y = 6 的斜率为-12 ，依题意可得：min3 ⎪ 3⎝ ⎭- 1a 2 - 9 = -12 ⇒ a = ±3 3 题型三公切线问题a < 0 ∴a = -3 例 7.若存在过点(1,0)的直线与曲线 y = x 3 和 y = ax 2 +15x - 9 都相切,则a 等于( )4A. -1 或-2521 B. 1 或C. - 7 或-25 D. - 7或76444 644思路：本题两条曲线上的切点均不知道，且曲线 y = ax 2 +15 x - 9 含有参数，所以考虑4先 从 常 系 数 的 曲 线 y = x 3 入 手 求 出 切 线 方 程 ， 再 考 虑 在 利 用 切 线 与 曲 线y = ax 2 + 15 x - 9 求出 a 的值.设过(1,0) 的直线与曲线 y = x 3 切于点(x , x 3 ),切线方4程为 y - x 3= 3x 2( x - x 0 0) ，即 y = 3x 2 x - 2x 3 ，因为(1,0) 在切线上，所以解得： x = 00 0 0或 x = 3， 即 切 点 坐 标 为 (0,0) 或⎛ 3 , 27 ⎫ .当 切 点(0,0) 时 ， 由 y = 0 与22 8 ⎪y = ax 2 + 15x - 9 相切可得4⎛ 15 ⎫2⎝ ⎭25 ⎛ 3 27 ⎫∆ = 4 ⎪ - 4a (-9) = 0 ⇒ a = - 64 ，同理，切点为 , ⎪ 解得a = -1⎝ ⎭ ⎝ 2 8 ⎭答案：A小炼有话说：（1）涉及到多个函数公切线的问题时，这条切线是链接多个函数的桥梁.所以可以考虑先从常系数的函数入手，将切线求出来，再考虑切线与其他函数的关系 （2）在利用切线与 y = ax 2 +15 x - 9 求a 的过程中，由于曲线 y = ax 2 +15 x - 9 为抛物44线，所以并没有利用导数的手段处理，而是使用解析几何的方法，切线即联立方程后的∆ = 0 来求解，减少了运算量.通过例 7，例 8 可以体会到导数与解析几何之间的联系：一方面，求有关导数的问题时可以用到解析的思想，而有些在解析中涉及到切线问题时，若曲线可写成函数的形式，那么也可以用导数来进行处理，（尤其是抛物线） 例 8.若曲线C ：y = x 2 与曲线C ：y = ae x 存在公切线，则a 的最值情况为（）18A. 最大值为e 224B. 最大值为e 28C. 最小值为e 24D.最小值为 e2⎧⎪ y '= 2x解析：设公切线与曲线C 切于点(x , x 2)，与曲线C 切于点(x , ae x 2) ，由⎨ 可得：1 1 12 2⎧ 2x - x 2⎪⎩ y ' = ae xae x 2- x 2⎪2x = 1 1 ⇒ x = 2x - 2 2x = ae x 2 = 1 ，所以有⎨ 1 x - x 1 2 ，所以 ae x 2 = 4x - 4 ， 1x - x 2 1 2 2 1 ⎪2x = ae x 2⎩ 1即 a =4( x 2 - 1) ，设 f ( x ) =4( x -1) ，则 f '( x ) =4(2 - x ) .可知 f ( x ) 在(1, 2) 单调递e x 2e xe x增，在(2, +∞) 单调递减，所以 a max = f (2) = 4e2题型四切线方程的应用例 9.已知直线 y = kx 与曲线 y = ln x 有公共点，则k 的最大值为 . 解：根据题意画出右图，由图可知，当直线和曲线相切时， k 取得最大值.设切点坐标为( x 0, y 0 ) ，则 y 0 = ln x 0， y ' = 1 x y ' x = x 0= 1，∴切线方程为 x 0y - ln x = 1( x - x ) ， 原点在切线上，∴ln x = 1， x = e ∴斜率的最大值为0 0 01 .e例 10.曲线 y = e x 在点(2, e 2 )处的切线与坐标轴所围三角形的面积为（）A. e 2B. 2e 2C. 4e 2D. e 2思路： f' ( x ) = e x由图像可得三角形的面积可用切线的横纵截距计算，进而先利用求出切线方程 ∴ f ' (2) = e 2 所以切线方程为： y - e 2 = e 2 ( x - 2) 即e 2 x - y - e 2 = 0 ，2与两坐标轴的交点坐标为(1, 0) (0, -e 2)∴ S = 1⨯1⨯ e 2= e2 2例 11.一点 P 在曲线 y = x 3 - x + 2上移动，设点 P 处切线的倾斜角为，则角的取值3范围是( )．0 2O526104826x^24a5l2ae^xx^2 a2 ae^x5542x 2⎨0 0 0 0 0 0 00 00 0 00 00 0 0 0 00 0 0A. ⎡0,⎤B. ⎡0,⎫ ⎡ 3,⎫C.⎡ 3,⎫D. ⎛3⎤⎢ 2 ⎥ ⎢ 2 ⎪ ⎢ 4⎪ ⎢ 4 ⎪ ,⎥⎣ ⎦⎣ ⎭ ⎣ ⎭⎣ ⎭⎝ 2 4 ⎦思路：倾斜角的正切值即为切线的斜率，进而与导数联系起来. y ' = 3x 2 - 1 ，对于曲线上任意一点 P ，斜率的范围即为导函数的值域： y ' =3x 2 - 1∈[-1, +∞) ，所以倾斜角的范围 是⎡0,⎫ ⎡ 3,⎫.答案：B ⎣⎢ 2 ⎪ ⎢ 4⎪ ⎭ ⎣ ⎭例 12.已知函数 f ( x ) = 2x 3 - 3x ，若过点 P (1, t ) 存在 3 条直线与曲线 y = 求t 的取值范围f ( x ) 相切， 思路：由于并不知道 3 条切线中是否存在以 P 为切点的切线，所以考虑先设切点( x 0 , y 0 ) ，切线斜率为k ，则满足 ⎧⎪ y = 2x 3 - 3x ，所以切线方程为 y - y = k ( x - x ) ，即⎪k = f ' ( x ) = 6x 2 - 3 0 0 ⎩0 0 y - (2x 3 - 3x ) = (6x 2- 3)( x - x ) ，代入 P (1, t ) 化简可得： t = -4x 3 + 6x 2 - 3 ，所以 若 存 在 3 条 切 线 ， 则 等 价 于 方 程 t = -4x 3 + 6x 2 - 3 有 三 个 解 ， 即g ( x ) = -4x 3 + 6x 2 - 3 有三个不同交点，数形结合即可解决解：设切点坐标( x 0 , y 0 ) ，切线斜率为k ，则有：y = t 与⎧⎪ y ⎨ = 2x 3 - 3x ∴ 切线方程为： y - (2x 3 - 3x ) = (6x 2 - 3)( x - x ) ⎪k = f ' ( x ) = 6x 2 - 30 0 0 0 ⎩0 0 因为切线过 P (1, t ) ，所以将 P (1, t ) 代入直线方程可得：t - (2x 3 - 3x ) = (6x 2- 3)(1 - x )⇒ t = (6x 2 - 3)(1 - x ) + (2x 3 - 3x )= 6x 2 - 3 - 6x 3 + 3x + 2x 3 - 3x = -4x 3 + 6x 2 - 30 0 极大值 极小值 所以问题等价于方程t = -4x 3 + 6x 2 - 3 ，令 g ( x ) = -4x 3 + 6x 2 - 3 即直线 y = t 与 g ( x ) = -4x 3 + 6x 2 - 3 有三个不同交点g ' ( x ) = -12x 2 + 12x = -12x ( x - 1)令 g ' ( x ) > 0 解得0 < x < 1所以 g ( x ) 在(-∞, 0) , (1, +∞) 单调递减，在(0,1) 单调递增g ( x ) = g (1) = -1, g ( x ) = g (0) = -3所以若有三个交点，则t ∈ (-3, -1)所以当t ∈ (-3, -1) 时，过点 P (1, t ) 存在 3 条直线与曲线 y =f ( x ) 相切例 13. 已知曲线 C:x 2=y ，P 为曲线 C 上横坐标为1 的点，过 P 作斜率为 k(k ≠0)的直线交 C于另一点 Q ，交 x 轴于 M ，过点 Q 且与 PQ 垂直的直线与 C 交于另一点 N ，问是否存在实数 k ， 使得直线 MN 与曲线 C 相切？若存在，求出 K 的值，若不存在，说明理由.思路： 本题描述的过程较多， 可以一步步的拆解分析.点 P (1,1) ， 则可求出PQ : y = kx - k + 1，从而与抛物线方程联立可解得Q (k - 1,(k - 1)2)，以及 M 点坐标，从而可写出QN 的方程，再与抛物线联立得到 N 点坐标.如果从 M , N 坐标入手得到 MN 方程，再根据相切(∆ = 0) 求 k ，方法可以但计算量较大.此时可以着眼于 N 为切点，考虑抛物线 x 2 = y 本身也可视为函数 y = x 2 ，从而可以 N 为入手点先求出切线，再利用切线过 M 代入 M 点坐标求k ，计算量会相对小些.解：由 P 在抛物线上，且 P 的横坐标为 1 可解得 P (1,1)∴设 PQ : y - 1 = k ( x - 1) 化简可得： y = kx - k + 1∴ M ⎛ k - 1,0⎫k⎪ ⎝⎭⎨ y = kx - k + 1⎪ ∴⎧ y = x 2 ⎩消去 y ： x 2 - kx + k - 1 = 0 ∴ x = 1, x = k - 1 ∴Q (k - 1,(k - 1)2)12设直线QN : y - (k - 1)2= - 1 ⎡⎣ x - (k - 1)⎤⎦ 即 y = (k - 1)2- 1⎡⎣ x - (k - 1)⎤⎦kk⎧ y = x 2∴ 联立方程： ⎨ y = (k - 1)2 - 1 ⎡ x - (k - 1)⎤ ⎩⎪ k ⎣ ⎦∴ x 2 + 1 x - (k - 1)⎛ k - 1 + 1 ⎫ = 0 k k ⎪⎝ ⎭∴ x ⋅ x = -(k - 1)⎛ k - 1 + 1 ⎫ ⇒ x= -⎛ k - 1 + 1 ⎫Q N k ⎪ N k ⎪⎝ ⎭ ⎝ ⎭⎛ ⎛ 1 ⎫ ⎛ 1 ⎫2 ⎫ ∴ N - k - 1 + k ⎪, k - 1 + k ⎪ ⎪ ⎝ ⎝ ⎭ ⎝ ⎭ ⎭由 y = x 2 可得： y ' = 2x∴切线 MN 的斜率k= y ' |= -2 ⎛k - 1 + 1 ⎫MNx = x Nk ⎪⎝ ⎭⎛ 1 ⎫2⎛1 ⎫ ⎡ ⎛ 1 ⎫⎤ ∴ MN : y - k - 1 + k ⎪ = -2 k - 1 + k ⎪ ⎢ x + k - 1 + k ⎪⎥⎝ ⎭ ⎝⎭ ⎣ ⎝ ⎭⎦⎛ 1 - k ⎫代入 M k ,0⎪ 得：⎝ ⎭⎛ 1 ⎫2⎛1 ⎫ ⎡ 1 ⎛1 ⎫⎤ - k - 1 + k ⎪ = -2 k - 1 + k ⎪ ⎢1 - k + k - 1 + k ⎪⎥⎝ ⎭ ⎝⎭ ⎣ ⎝ ⎭⎦∴k -1 +1= 2k ⇒k 2+k -1 = 0 ,∴k =-1 ±5 k 2小炼有话说：（1）如果曲线的方程可以视为一个函数（比如开口向上或向下的抛物线，椭圆双曲线的一部分），则处理切线问题时可以考虑使用导数的方法，在计算量上有时要比联立方程计算∆= 0 简便（2）本题在求N 点坐标时，并没有对方程进行因式分解，而是利用韦达定理，已知Q 的横坐标求出N 的横坐标.这种利用韦达定理求点坐标的方法在解析几何中常解决已知一交点求另一交点的问题.例14.设函数 f(x)＝x3＋2ax2＋bx＋a，g(x)＝x2－3x＋2，其中x∈R，a、b 为常数，已知曲线 y＝f(x)与y＝g(x)在点(2,0)处有相同的切线 l.(1)求a、b 的值，并写出切线 l 的方程；(2)若方程 f(x)＋g(x)＝mx 有三个互不相同的实根 0、x1、x2，其中 x1<x2，且对任意的x∈[x1，x2]，f(x)＋g(x)<m(x－1)恒成立，求实数 m 的取值范围.【解答】(1)f′(x)＝3x2＋4ax＋b，g′(x)＝2x－3.由于曲线 y＝f(x)与y＝g(x)在点(2,0)处有相同的切线，故有 f(2)＝g(2)＝0，f′(2)＝g′(2)＝1.由此得Error!解得Error!所以 a＝－2，b＝5，切线 l 的方程为 x－y－2＝0.(2)由(1)得f(x)＝x3－4x2＋5x－2，所以 f(x)＋g(x)＝x3－3x2＋2x.依题意，方程 x(x2－3x＋2－m)＝0 有三个互不相同的实根 0、x1、x2，故x1、x2是方程 x2－3x＋2－m＝0 的两相异的实根．1所以Δ＝9－4(2－m)>0，即 m>－ .4又对任意的x∈[x1，x2]，f(x)＋g(x)<m(x－1)恒成立．特别地，取 x＝x1时，f(x1)＋g(x1)－mx1<－m 成立，得 m<0.由韦达定理，可得 x1＋x2＝3>0，x1x2＝2－m>0，故 0<x1<x2.对任意的x∈[x1，x2]，有 x－x2≤0，x－x1≥0，x>0，则 f(x)＋g(x)－mx＝x(x－x1)(x－x2)≤0，4 4 又 f(x 1)＋g(x 1)－mx 1＝0，所以函数 f(x)＋g(x)－mx 在 x∈[x 1，x 2]的最大值为 0.1 于是当－ <m<0 时，对任意的 x∈[x 1，x 2]，f(x)＋g(x)<m(x －1)恒成立． 4 1综上，m 的取值范围是(－ ，0).4 例 15.如图 3－1，有一正方形钢板 AB CD 缺损一角(图中的阴影部分)，边缘线 OC 是以直线 AD 为对称轴，以线段 AD 的中点 O 为顶点的抛物线的一部分．工人师傅要将缺损一角切割下来， 使剩余的部分成为一个直角梯形．若正方形的边长为 2 米，问如何画切割线 EF ，可使剩余的直角梯形的面积最大？并求其最大值．解法一：以 O 为原点，直线 AD 为 y 轴，建立如图所示的直角坐标系，依题意，可设抛物线弧 OC 的方程为y ＝ax 2(0≤x ≤2)，∵点 C 的坐标为(2,1)，1 ∴22a ＝1，a ＝ ， 4 1 故边缘线 OC 的方程为 y ＝ x 2(0≤x ≤2)， 4要使梯形 ABEF 的面积最大，则 EF 所在的直线必与抛物线1 弧 OC 相切，设切点坐标为 P (t ， t 2)(0<t <2)，4 1 1 t ∵y ′＝ x ，∴直线 EF 的方程可表示为 y － t 2＝ (x －t )， 2 4 21 1 1 1 即 y ＝ tx － t 2.由此可求得 E (2，t － t 2)，F (0，－ t 2).∴ 2 4 4 4 1 1|AF |＝|－ t 2－ －1 |＝1－ t 2，4 4 1 1 |BE |＝|t － t 2－ －1 |＝－ t 2＋t ＋1. 设梯形 ABEF 的面积为 S (t )，则 15 5 5 S (t )＝－ (t －1)2＋ ≤ ，∴当 t ＝1 时，S (t )＝ ，2 2 2 2故 S (t )的最大值为 2.5，此时|AF |＝0.75，|BE |＝1.75.答：当 AF ＝0.75 m ，BE ＝1.75 m 时，可使剩余的直角梯形的面积最大，其最大值为 2.5 m 2.解法二：以 A 为原点，直线 AD 为 y 轴，建立如图所示的直角坐标系，依题意可设抛物线的方程为y＝ax2＋1(0≤x≤2)．1∵点C 的坐标为(2,2)，∴22a＋1＝2，a＝，41故边缘线OC 的方程为y＝x2＋1(0≤x≤2)．4要使梯形ABEF 的面积最大，则EF 所在的直线必与抛物线弧OC 相切，设切点坐标为P 1(t，t2＋1)(0<t<2)，41 1 1∵y′＝x，∴直线EF 的方程可表示为y－t2－1＝t(x－t)，2 4 21 1即y＝tx－t2＋1，2 41 1由此可求得E(2，t－t2＋1)，F(0，－t2＋1).4 41 1∴|AF|＝1－t2，|BE|＝－t2＋t＋1，4 4设梯形ABEF 的面积为S(t)，则1S(t)＝ |AB|·(|AF|＋|BE|)21 1 1＝1－t2＋(－t2＋t＋1)＝－t2＋t＋24 4 21 5 5＝－ (t－1)2＋≤ .2 2 25∴当t＝1 时，S(t)＝，2故S(t)的最大值为 2.5.此时|AF|＝0.75，|BE|＝1.75.答：当AF＝0.75 m，BE＝1.75 m 时，可使剩余的直角梯形的面积最大，其最大值为2.5 m2.【点评】与切线有关的多边形的最值问题，首先应该面积建立关于动点P 的函数，再选择相关的方法求解所得函数的最值，复杂函数可以用求导进行研究．。
【高考数学】《函数切线问题》微专题
【高中数学】《函数的切线问题》微专题第一讲 函数切线及其应用1．导数的几何意义:函数)(x f 在点0x 处的导数的几何意义就是曲线)(x f y =在点))(,(0x f x 处的切线的斜率．注：（()tan k f x α'==）2．在点00(,)A x y 处的切线方程：()000()()y f x f x x x '-=-抓住关键：000()()y f x k f x =⎧⎨'=⎩；3．过点11(,)A x y 的切线方程：设切点为00(,)P x y ，则斜率0()k f x '=，过切点的切线方程为：∵过点11(,)A x y ，∴10010()()y y f x x x '-=-然后解出0x 的值．（0x 有几个值，就有几条切线，三次函数多解）考点1 切线及斜率问题【例1.1】已知函数()f x 是偶函数，定义域为()()00-∞⋃+∞，，，且0x >时， ()1x x f x e-=，则曲线()y f x =在点()()11f --，处的切线方程为 ． 析】()()()21','1,10,xx f x f f e e-=∴==∴曲线y ， 是偶函数， ∴曲线()y f x =在点((1,f --相切，则切点的横坐标为( )A ．1B ．－1C ．2D ．e －1[解析] 设切点为(x 0，e 2x 0－1)，∵f ′(x )＝2e 2x －1，∴2e 2x 0－1＝e 2x 0－1＋ex 0，化简得2x 0－1＝e2－2x 0.令y ＝2x －1－e 2－2x ，则y ′＝2＋2e 2－2x >0.∵x ＝1时，y ＝0，∴x 0＝1.故选A.[答案] A【例1.3】设点P 是曲线335y x =+上的任意一点，点P 处切线的倾斜角为α，则角α的范围是（ ）A ．203π⎡⎤⎢⎥⎣⎦，B ．2023πππ⎡⎫⎡⎫⋃⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭，， C ．223ππ⎛⎤⎥⎝⎦，D ．233ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦，233x -，为第一象限角）．设函数f ＝f (x )在点(0,0)处的切线方程为( )A ．y ＝－2xB ．y ＝－xC ．y ＝2xD ．y ＝x解析：选D 法一：∵f (x )＝x 3＋(a －1)x 2＋ax ， ∴f ′(x )＝3x 2＋2(a －1)x ＋a .又∵f (x )为奇函数，∴f (－x )＝－f (x )恒成立， 即－x 3＋(a －1)x 2－ax ＝－x 3－(a －1)x 2－ax 恒成立， ∴a ＝1，∴f ′(x )＝3x 2＋1，∴f ′(0)＝1， ∴曲线y ＝f (x )在点(0,0)处的切线方程为y ＝x .法二：易知f (x )＝x 3＋(a －1)x 2＋ax ＝x [x 2＋(a －1)x ＋a ]，因为f (x )为奇函数，所以函数g (x )＝x 2＋(a －1)x ＋a 为偶函数，所以a －1＝0，解得a ＝1，所以f (x )＝x 3＋x ，所以f ′(x )＝3x 2＋1，所以f ′(0)＝1，所以曲线y ＝f (x )在点(0,0)处的切线方程为y ＝x .故选D.【练习2】若P 是函数()()()1ln 1f x x x =++图象上的动点，点()1,1A --，则直线AP 斜率的取值范围为（ ） A ．[)1,+∞ B ．[]0,1C ．(1,e e -⎤⎦D ．(1,e -⎤-∞⎦【解析】由题意可得： ()()'ln 11f x x =++ ，结合函数的定义域可知，函数在区间11,1e ⎛⎫--+ ⎪⎝⎭上单调递减，在区间11,e⎛⎫-++∞ ⎪⎝⎭上单调递增，且1111f e e⎛⎫-+=->- ⎪⎝⎭，绘制函数图象如图所示，当直线与函数图象相切时直线的斜率取得最小值，设切点坐标为()()()000,1ln 1x x x ++ ，该点的斜率为()0ln 11k x =++ ，切线方程为： ()()()()00001ln 1ln 11y x x x x x ⎡⎤-++=++-⎣⎦，切线过点()1,1-- ，则： ()()()()000011ln 1ln 111x x x x ⎡⎤--++=++--⎣⎦ ，解得:00x = ，切线的斜率()0ln 111k x =++= ，综上可得：则直线AP 斜率的取值范围为[)1,+∞．00点P (x 0，f (x 0))的坐标为________．[解析] ∵f (x )＝x ln x ，∴f ′(x )＝ln x ＋1，由题意得f ′(x 0)·(－1)＝－1，即f ′(x 0)＝1，∴ln x 0＋1＝1，ln x 0＝0，∴x 0＝1，∴f (x 0)＝0，即P (1,0)．[答案] (1,0) 【练习4】设P 是函数()1y x x =+图象上异于原点的动点，且该图象在点P 处的切线的倾斜角为θ，则θ的取值范围是 ．【解析】由题意知313131tan 23222222y x x x xx x θ=+∴=+≥⋅=' [)30,,2ππθπθ⎡⎫∈∴∈⎪⎢⎣⎭． 考点2 切线条数问题【例2】过点(),A m m 与曲线()ln f x x x =相切的直线有且只有两条，则m 的取值范围是（ ）A ．()e -∞，B ．()+e ∞，C ．10e ⎛⎫⎪⎝⎭，D ．()1+∞，【练习】设函数233)(x x x f -=，若过点),2(n 可作三条直线与曲线)(x f y =相切，则实数n 的取值范围是（ ）A ．)4,5(--B ．)0,5(-C ．)0,4(-D ．]3,5(--【解析】法一：()323f x x x =-,则()236f x x x '=-，设切点为()32000,3x x x -,则()200036f x x x '=-．∴过切点处的切线方程为()()32200000336y x x x x x x -+=--，把点()2n ，代入得： ()()322000003362n x x x x x -+=--．整理得：3200029120x x x n -++=．若过点()2n ，可作三条直线与曲线()y f x =相切,则方程3200029120x x x n -++=有三个不同根（左图）令()322912g x x x x =-+，则()()()261812612g x x x x x '=-+=--，∴当()()12+x ∈-∞⋃∞，，时,()0g x '>；当()12x ∈，时,()0g x '<， ∴()g x 的单调增区间为()1-∞，和()2+∞，；单调减区间为()12，． ∴当1x =时,()g x 有极大值为()15g =；当2x =时,()g x 有极小值为()24g =．由45n <-<，得54n -<<-． ∴实数n 的取值范围是()54--，．故选A ．法二：()323f x x x =-关于点()1,2-中心对称，()()23613f x x x f ''=-⇒=-，在对称中心的切线方程为31,25y x x y =-+==-时，，()24f =-，故当点()2,n 位于区域Ⅰ，有三条切线时，54n -<<-．（如右图）考点3 零点、交点、极值点问题【例3.1】已知函数()()ln f x x x ax =-有两个极值点，则实数a 的取值范围是（ ）A ．()0∞－，B ．10,2⎛⎫⎪⎝⎭C ．()0,1D ．(0,)+∞【解析】函数()()ln f x x x ax =-，则()1'ln ln 21f x x ax x a x ax x⎛⎫=-+-=-+ ⎪⎝⎭，令()'ln 210f x x ax =-+=得ln 21x ax =-，函数()()ln f x x x ax =-有两个极值点，等价于()'ln 21f x x ax =-+有两个零点，等价于函数ln y x =与21y ax =-的图象有两个交点，在同一坐标系中作出它们的图象（如图），当12a =时，直线21y ax =-与ln y x = 的图象相切，由图可知，当102a <<时， ln y x =与21y ax =-的图象有两个交点，则实数a 的取值范围是10,2⎛⎫⎪⎝⎭，故选B ．例3.1图 例3.2图【例3.2】设()ln f x x =，若函数()()g x f x ax =-在区间()20,e 上有三个零点，则实数a 的取值范围（ ）A ．10,e ⎛⎫⎪⎝⎭B ．211,e e ⎛⎫⎪⎝⎭ C ．222,e e ⎛⎫⎪⎝⎭ D ．221,e e ⎛⎫⎪⎝⎭ 【解析】令()()0g x f x ax =-=，可得()f x ax =．在坐标系内画出函数()ln f x x =的图象（如图1所示）．当1x >时， ()ln f x x =．由ln y x =得1y x'=．设过原点的直线y ax =与函数y xln =的图象切于点()00,ln A x x ，则有0001lnx ax a x =⎧⎪⎨=⎪⎩，解得0 1x ea e =⎧⎪⎨⎪⎩=．所以当直线y ax =与函数ln y x =的图象切时1a e =．又当直线y ax =经过点()2B ,2e 时，有22a e =⋅，解得22a e =．结合图象可得当直线y ax =与函数()ln f x x =的图象有3个交点时，实数a 的取值范围是221,e e ⎛⎫⎪⎝⎭．即函数()()g x f x ax =-在区间()20,e 上有三个零点时，实数a 的取值范围是221,e e ⎛⎫⎪⎝⎭．故选D ． 0x >()lg 0f x a x x=--≤a A ．()(lg lg lg e e ⎤-∞-⎦， B ．(]1-∞，C ．()1lg lg lg e e ⎡⎤-⎣⎦，D ．()lg lg lg e e ⎡⎤-+∞⎣⎦，【解析】原问题即lg x x a ≥-+在区间()0,+∞上恒成立，考查临界情况， 即函数()lg g x x =与()h x x a =-+相切时的情形，如图， 很明显切点横坐标位于区间()0,1内，此时，()()1lg ,'ln10g x x g x x =-=，由()'1g x =-可得：1lg ln10x e =-=-，则切点坐标为：()()lg ,lg lg e e --，切线方程为： ()lg lg lg y e x e +=+，令0x =可得纵截距为： ()lg lg lg e e -， 结合如图所示的函数图象可得则a 的取值范围是()(lg lg lg e e ⎤-∞-⎦，．故选A ．考点4 参数范围问题【例4】已知函数()ln f x x x x =+，若k Z ∈，且()()2k x f x -<对任意的2x >恒成立，则k 的最大值为（ ）(参考数据：ln20.6931,ln3 1.0986==) A ．3B ．4C ．5D ．6【练习】已知,a b 为正实数，直线yx a =-与曲线()ln y x b =+相切，则2a b+的取值范围为 ．考点5 距离问题和平行切线问题【例5.1】设点P 在曲线12x y e =上，点Q 在曲线()ln 2y x =上，则PQ 最小值为（ ）A ．1ln2- B)1ln 2- C ．1ln2+D )1ln 2+【例5.2】直线y m =分别与曲线()21y x =+，与ln y x x =+交于点,A B ，则AB的最小值为（ ） A B ．2 C ．3D ．32【练习1】已知函数()()02x f x f e x '=-+，点P 为曲线()y f x =在点()()00f ，处的切线l 上的一点，点Q 在曲线x y e =上，则PQ 的最小值为 ．【解析】由()()02x f x f e ''=-+，令0x =可得()01f '=，所以()2x f x e x =-+，所以切线的斜率()01k f '==，又()01f =-，故切线方程为10x y --=．由题意可知与直线10x y --=平行【练习2】函数()21x f x e x x =+++与()g x 的图象关于直线230x y --=对称，P Q 、分别是函数()()f x g x 、图象上的动点，则PQ 的最小值为（ ）ABC D ．【解析】由题意得当P 点处切线平行直线230x y --=，Q 为P 关于直线230x y --=对称取最小值．()f x e '=12+=⇒考点6 两点间距离平方问题【例6】已知实数a b 、满足225ln 0a a b c R --=∈，，则()()22a c b c -++的最小值为（ ）A ．12BC ．2D ．92225ln 0x x y --=，即()225ln 0y x x x =->，以x 代换c，可得点()x x -，，满足0y x +=．因此【练习】已知()()()22ln S x a x a a R =-+-∈，则S 的最小值为（ ） AB ．12C D ．2【解析】设()()ln A x x B a a ，，，，则问题化为求平面上两动点()()ln A x x B a a ，，，之间距离的第二讲函数公切线问题与是否有公切线，决定它们公切线条数的是由函数凹凸性和共单调区间交点。
函数的切线问题微专题
x0
抓住关键：
y0 k
f (x0 ) f (x0 )
；
3．过点 A(x1, y1) 的切线方程：设切点为 P(x0 , y0 ) ，则斜率 k f (x0 ) ，过切点的切线方程为： ∵过点 A(x1, y1) ，∴ y1 y0 f (x0 )(x1 x0 ) 然后解出 x0 的值．（ x0 有几个值，就有几条切线，三次函数多解）
函数的切线问题微专题
第一讲 函数切线及其应用
1．导数的几何意义:
函数 f (x) 在点 x0 处的导数的几何意义就是曲线 y f (x) 在点 (x0 , f (x)) 处的切线的斜率．注：（ k f x tan ）
2．在点
A(x0 ,
y0 ) 处的切线方程：
y
f
(x0 )
f
(x0 ) x
A． (5 , 4)
B． (5 , 0)
C． (4 , 0)
D． (5 , 3]
【解析】法一： f x x3 3x2 ,则 f x 3x2 6x ，设切点为 x0 , x03 3x02 ,则 f x0 3x02 6x0 ．
∴过切点处的切线方程为 y x03 3x02 3x02 6x0 x x0 ，把点 2 ，n 代入得：
e2－2x，则 y′＝2＋2e2－2x>0.∵x＝1 时，y＝0，∴x0＝1.故选 A.
[答案] A
【例 1.3】设点 P 是曲线 y x3 3x 3 上的任意一点，点 P 处切线的倾斜角为 ，则角 的范围是（ ） 5
A．
0
，2 3
B．
0
，
2
2 3
，
C．
2
，2 3
D．
3
，2 3
函数切线问题
函数的切线问题一．对切线的理解割线的极限便是切线，及切点可以称为“两个相同的交点” 错误理解一：切线是与曲线只有一个交点的直线错误理解二：切点附近的曲线一定位于同侧。
二．在x 0处y 随x 的瞬时变化率⇔过x 0切线斜率⇔函数在x 0处的导数⇔该函数导函数在x 0处函数值，即f ’（x 0）三．方法与技巧1、求切线方程的方法：一点一方向可确定一条直线，在求切线时可考虑先求出切线的斜率（切点导数）与切点，在利用点斜式写出直线方程2、若函数的导函数可求，则求切线方程的核心要素为切点A 的横坐标0x ，因为0x 可“一点两代”，代入到原函数，即可得到切点的纵坐标()0f x ，代入到导函数中可得到切线的斜率()'0f x k =,从而一点一斜率，切线即可求。
所以在解切线问题时一定要盯住切点横坐标，千方百计的把它求解出来。
3、求切线的问题主要分为两大类，一类是切点已知，那么只需将切点横坐标代入到原函数与导函数中求出切点与斜率即可，另一类是切点未知，那么先要设出切点坐标()00,x y ,再考虑利用条件解出核心要素0x ，进而转化成第一类问题4、在解析几何中也学习了求切线的方法，即先设出切线方程，再与二次方程联立利用0∆=求出参数值进而解出切线方程。
解析几何中的曲线与函数同在坐标系下，所以两个方法可以互通。
若某函数的图像为圆锥曲线，二次曲线的一部分，则在求切线时可用解析的方法求解，例如：y =1,22⎛ ⎝⎭处的切线方程，则可考虑利用圆的切线的求法进行解决。
若圆锥曲线可用函数解析式表示，像焦点在y 轴的抛物线，可看作y 关于x 的函数，则在求切线时可利用导数进行快速求解（此方法也为解析几何中处理焦点在y 轴的抛物线切线问题的重要方法）5、在处理切线问题时要注意审清所给已知点是否为切点。
“在某点处的切线”意味着该点即为切点，而“过某点的切线”则意味着该点有可能是切点，有可能不是切点。
如果该点恰好在曲线上那就需要进行分类讨论了。
函数中切线的概念及性质
函数中切线的概念及性质切线是解析几何中的重要概念，用于描述曲线在某一点处的局部特性。
切线与曲线的切点处相切，并且在该点附近近似代表曲线的变化情况。
在数学中，切线经常应用于函数的求导和微分等问题中。
下面我将详细介绍切线的定义、性质以及一些具体的应用。
1. 切线的定义：对于一条曲线C，取其上一点P(x0, y0)。
如果存在一个直线L，使得曲线C与直线L在点P处相切，并且曲线C与直线L在点P处的切线方向与曲线在该点处的切线方向相同，那么直线L就称为曲线C在点P处的切线。
2. 切线的性质：（1）切线与曲线在切点处相切；（2）切线是通过曲线上的一点的一次线性逼近；（3）切线与曲线在切点上切线方向相同。
3. 切线的求法：对于给定的函数y=f(x)，我们要求其在点P(x0, y0)处的切线。
有以下步骤：（1）计算函数在点P处的斜率，即求导数f'(x0)；（2）使用点斜式方程(y-y0) = f'(x0)(x-x0)得到切线的方程。
4. 切线的几何意义：切线可以近似地描述曲线在某一点的变化情况，即切线的斜率可以表示曲线在该点处的变化速率。
切线还可以与曲线的图像相切，便于我们研究曲线的局部性质。
5. 切线与导数的关系：函数在某一点的导数恰好是函数在该点处的切线的斜率。
因此，求导数的过程实质上是求曲线在各个点处的切线的斜率。
6. 切线的应用：（1）求曲线的近似值：由于切线可以近似替代曲线，所以我们可以通过求解切线的问题来近似地求解曲线的问题。
（2）求函数的变化率：函数在某一点的切线的斜率可以表示函数在该点处的变化率，从而可以帮助我们研究函数的增减性、极值、趋势等问题。
（3）求最优解：对于一些优化问题，我们可以通过研究曲线的切线来找到函数极值的位置，从而得到函数的最优解。
总之，切线是解析几何中的重要概念，用于描述曲线在某一点处的局部特性。
切线的定义、性质以及与导数的关系有助于我们深入理解曲线变化的情况，并在数学、物理等领域中有广泛的应用。
导数的应用切线和极值问题
导数的应用切线和极值问题导数的应用：切线和极值问题在微积分中，导数是一个重要的概念，它能够帮助我们解决各种实际问题。
本文将讨论导数的应用之一：切线和极值问题。
一、切线问题在几何学中，切线是一个与曲线相切于一点且与曲线在该点处具有相同的斜率的直线。
利用导数，我们可以求解切线方程。
设函数f(x)在点x=a处可导，则点P(a, f(a))处的切线斜率等于f'(a)。
因此，切线的斜率可以通过求函数的导数来获得。
进而，切线方程可以通过使用点斜式或一般式来表达。
举个例子，我们考察函数f(x) = x^2在点x=2处的切线。
首先，我们求f(x)的导数f'(x)。
通过求导法则，我们得到f'(x) = 2x。
将x=2代入到f'(x)中，我们可以计算得到切线的斜率：f'(2) = 2 * 2 = 4。
考虑到切线经过点(2, f(2)) = (2, 4)，我们可以使用点斜式来得到切线方程：y - 4 = 4(x - 2)。
简化这个方程我们可以得到y = 4x - 4，即函数f(x) = x^2在x=2处的切线方程。
二、极值问题极值是函数在某一区间内取得的最大值或最小值。
通过使用导数的概念，我们可以判断函数在给定区间内的极值。
设函数f(x)在区间[a, b]内可导。
为了判断f(x)在[a, b]内的极值，我们需要找到f'(x) = 0的点，以及f'(x)不存在的点。
这些点称为f(x)的临界点。
然后，我们将f(x)的临界点与区间的端点进行比较，找出极值点。
举个例子，我们考察函数f(x) = x^3 - 3x^2 + 2x在区间[-1, 3]上的极值。
首先，我们计算f(x)的导数f'(x)，得到f'(x) = 3x^2 - 6x + 2。
为了找到临界点，我们需要解方程f'(x) = 0。
通过求解这个方程，我们得到x = 1或x = 2。
然后，我们将这些临界点与区间的端点进行比较。
第1讲 函数的切线问题
第1讲 函数的切线问题求切线方程题型:求曲线()y f x =在以()00,P x y 为切点处的切线方程:()00y y k x x -=-. 解题核心:曲线在切点处的函数值等于切线的函数值,曲线在切点处的导数值等于切线斜率,可得方程组()()000f x y f x k⎧=⎪⎨=⎪⎩',进而得到切线方程()()000y y f x x x --'=,其中()00,x y 为切点,一般有以下两种命题形式:(1)切点()00,P x y 已知:直接求导得到切线的斜率,代人点斜式方程化简即可.(2)切点()00,P x y 末知:需设切点,求出在切点处的导数,然后写出点斜式方程,将所过的点代人直线方程,求解,然后重新代人化简可求出直线方程.【例1】已知曲线()321f x x =+.(1)求曲线在点()1,3P 处的切线方程.(2)求曲线过点()1,3P 的切线方程.【解析】(1)()26f x x '=,则切线的斜率为()16f '=,∴曲线在点P 处的切线方程为()361y x -=⨯-,即630x y --=.(2)设过点()1,3P 的切线与曲线()y f x =相切于点()300,21R x x +,∴曲线()y f x =在点R 处切线斜率为()2006f x x =',故切线方程为()32000216y x x x x --=-.又切线过点()1,3,()320002261x x x ∴-=⨯-.解得01x =或012x =-.故切点R 为()1,3和13,24⎛⎫- ⎪⎝⎭. ∴过点P 的切线方程为()361y x -=-或331422y x ⎛⎫-=+ ⎪⎝⎭. ∴过点P 的切线方程为630x y --=和3230x y -+=.【例2】已知曲线31y x =+(1)求曲线在1x =-处的切线方程.(2)求曲线过点()1,0-的切线方程.【解析】(1)23y x '=,∴曲线在1x =-处的斜率()21313x k y =-=='⨯-=.1x =-时,0y =,∴曲线在1x =-处的切线方程为()31y x =+,即330x y -+=.(2)设过点()1,0-的切线与该曲线相切于点()00,x y , 则切线的酙率为0203x x k y x =='=, 20003000311y x x y x -⎧=⎪+∴⎨⎪=+⎩.整理得32002310x x +-=. ()()2001210x x ∴+-=. 【解析】得01x =-或012x =. ∴所求的切线为330x y -+=和3430x y -+=已知切线方程求参数先由方程组()()000f x y f x k ⎧=⎪⎨=⎪⎩'求出切线方程()()000y y f x x x --'=,其中()00,y x 为切点,再与题目中所给切线方程对照,求出参数.【例1】已知函数()ln()f x ax b x =+-(),a b ∈R ,若曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程为21y x =-+,求,a b 的值.【解析】()1a f x ax b='-+, ()()()112,1ln 11,a f a bf a b ⎧⎪⎪=-=-⎪∴+⎨⎪⎪=+-=-⎩'⎪ 【解析】得1,2a b =-=.【例2】设函数()()1ln (f x x x a x =+--1),若函数()f x 的图像与直线1y x =-相切,求a 的值.【解析】()1ln x f x x a x +=+-',设䧂点为()00,x y , 则切线为()()000y y f x x x --'=, 即000001ln ln 1x y x a x x x a x ⎛⎫+=+--++- ⎪⎝⎭. 又切线为000001ln 11,ln 0x x a x y x x x a +⎧+-=⎪=-∴⎨⎪-++=⎩,消a 得00012ln 0x x x -+=. 设()12ln g x x x x=-+, 易知()g x 为减函数,且()10g =, 01,1x a ∴==.。
函数切线问题的解法探究
函数切线问题的解法探究一、导数的几何意义对于函数f(x)，在其中一点x=a处的导数f'(a)表示函数在该点的切线斜率。
也就是说，如果在点a处存在切线，那么切线的斜率就是函数在该点的导数。
我们知道，切线是曲线在该点附近的一条直线，具有与曲线相切的性质。
通过求函数在其中一点的导数，我们可以得到该点处的切线斜率，从而确定切线的位置。
根据导数的定义公式f'(x) = lim (h→0) [f(x+h) - f(x)]/h，我们可以求得函数在任意一点的导数。
二、切线问题的解决步骤解决函数切线问题的一般步骤如下：1.求函数的导数首先，我们需要求得给定函数f(x)的导数f'(x)。
导数的计算可以通过直接求解导数的定义公式，或者运用导数的性质（如常数因子法则、和法则、差法则、乘积法则、商法则等）来求解。
这一步是解决函数切线问题的关键，因为只有求得导数，才能确定函数在特定点的切线斜率。
2.确定切点找到切线的第一步是确定切点的坐标。
通常，切点的x坐标可以从题目中给出，然后我们可以利用这个值来求出切点的y坐标。
计算切线的切点坐标可以帮助我们更好地理解切线的位置。
3.求切线方程已知切点和切线的斜率，我们可以通过切线的斜截式方程来求出切线的方程。
切线的斜率已经通过导数得到，我们可以用导数的值代入斜截式方程的斜率，再代入切点的坐标，即可得到切线方程。
4.分析问题得到切线方程之后，我们可以通过与给定的函数对比分析切线的性质。
比如，两条曲线在切点处的斜率是否相等，两条曲线在切点处是否相切等问题。
这些问题可以通过切线方程和给定函数的关系来解决。
总之，函数切线问题是高中数学中重要的一部分，它通过导数的几何意义和性质来帮助我们解决函数与曲线的关系问题。
我们需要掌握导数的定义和导数的计算方法，熟练掌握运用导数的性质，才能解决函数切线问题。
高中数学函数的切线问题
函数的切线问题一、基础知识： （一）与切线相关的定义1、切线的定义：在曲线的某点A 附近取点B ，并使B 沿曲线不断接近A 。
这样直线AB 的极限位置就是曲线在点A 的切线。
（1）此为切线的确切定义，一方面在图像上可定性的理解为直线刚好与曲线相碰，另一方面也可理解为一个动态的过程，让切点A 附近的点向A 不断接近，当与A 距离非常小时，观察直线AB 是否稳定在一个位置上（2）判断一条直线是否为曲线的切线，不再能用公共点的个数来判定。
例如函数3y x =在()1,1--处的切线，与曲线有两个公共点。
（3）在定义中，点B 不断接近A 包含两个方向，A 点右边的点向左接近，左边的点向右接近，只有无论从哪个方向接近，直线AB 的极限位置唯一时，这个极限位置才能够成为在点A 处的切线。
对于一个函数，并不能保证在每一个点处均有切线。
例如y x =在()0,0处，通过观察图像可知，当0x =左边的点向其无限接近时，割线的极限位置为y x =-，而当0x =右边的点向其无限接近时，割线的极限位置为y x =，两个不同的方向极限位置不相同，故y x =在()0,0处不含切线（4）由于点B 沿函数曲线不断向A 接近，所以若()f x 在A 处有切线，那么必须在A 点及其附近有定义（包括左边与右边）2、切线与导数：设函数()y f x =上点()()00,,A x f x ()f x 在A 附近有定义且附近的点()()00,B x x f x x +∆+∆，则割线AB 斜率为：()()()()()000000AB f x x f x f x x f x k x x x x +∆-+∆-==+∆-∆ 当B 无限接近A 时，即x ∆接近于零，∴直线AB 到达极限位置时的斜率表示为：()()000limx f x x f x k x∆→+∆-=∆,即切线斜率，由导数定义可知：()()()'0000limx f x x f x k f x x∆→+∆-==∆。
切线的判定练习题
切线的判定练习题切线的判定练习题切线是数学中的一个重要概念，它在几何学、微积分和物理学中都有广泛的应用。
切线的判定是切线问题中的基本内容，掌握切线的判定方法对于解决相关问题至关重要。
本文将通过一些练习题来帮助读者更好地理解和掌握切线的判定。
题目一：给定函数y = x^2 + 2x + 1，判断点P(1, 4)是否在曲线y = x^2 + 2x + 1上，并求出曲线在点P处的切线方程。
解析：首先，我们将点P的坐标代入函数y = x^2 + 2x + 1中，得到y = 1^2 + 2 × 1 + 1 = 4。
由此可知，点P在曲线y = x^2 + 2x + 1上。
接下来，我们需要求出曲线在点P处的切线方程。
切线的斜率可以通过求函数在该点的导数来得到。
对函数y = x^2 + 2x + 1求导得到y' = 2x + 2。
将x = 1代入导数表达式中，得到斜率k = 2 × 1 + 2 = 4。
切线方程的一般形式为y - y1 = k(x - x1)，其中(x1, y1)为切点的坐标。
代入点P 的坐标和斜率k，得到切线方程为y - 4 = 4(x - 1)。
题目二：已知函数y = 3x^3 - 4x^2 + 2x + 1，求曲线y = 3x^3 - 4x^2 + 2x + 1在点Q(2, 19)处的切线方程。
解析：与题目一类似，首先将点Q的坐标代入函数y = 3x^3 - 4x^2 + 2x + 1中，得到y = 3 × 2^3 - 4 × 2^2 + 2 × 2 + 1 = 19。
因此，点Q在曲线y =3x^3 - 4x^2 + 2x + 1上。
接下来，我们需要求出曲线在点Q处的切线方程。
对函数y = 3x^3 - 4x^2 + 2x + 1求导得到y' = 9x^2 - 8x + 2。
将x = 2代入导数表达式中，得到斜率k =9 × 2^2 - 8 × 2 + 2 = 14。
微重点02 函数的公切线问题(4大考点+强化训练)(习题版)
微重点02 函数的公切线问题（4大考点+强化训练） 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．【知识导图】【考点分析】考点一：求两函数的公切线规律方法 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 0))处的切线方程是y －f (x 0)＝f ′(x 0)·(x －x 0)；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上求解．【例1】已知抛物线21:2C y x x =+和22:C y x a =-+，如果直线l 同时是1C 和2C 的切线，称l 是1C 和2C 的公切线，公切线上两个切点之间的线段，称为公切线段． (1)a 取什么值时，1C 和2C 有且仅有一条公切线？写出此公切线的方程；(2)若1C 和2C 有两条公切线，证明相应的两条公切线段互相平分．考点二：与公切线有关的求值问题规律方法 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． 【例2】（2024下·重庆·高三重庆一中校考开学考试）已知()e sin x f x x =+，()ln(1)1g x a x =+-．(1)若()f x 在(0,(0))f 处的切线也与()g x 的图象相切，求a 的值；(2)若()()0f x g x +≥在(1,)∈-+∞x 恒成立，求a 的取值集合．【变式】设0t ≠，点(),0P t 是函数()3f x x ax =+与2()g x bx c =+的图象的一个公共点，两函数的图象在点P 处有相同的切线．(1)用t 表示a ，b ，c ；(2)若函数()()y f x g x =-在()1,3-上单调递减，求t 的取值范围．考点三：判断公切线条数规律方法 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．【例3】曲线C 1：x y e =与曲线C 2：y ＝ln x 公切线的条数是 。
(完整版)函数图像的切线问题
函数图像的切线问题要点梳理归纳1.求曲线y ＝f(x)的切线方程的三种类型及其方法(1)已知切点P(x 0，f(x 0))，求y ＝f(x)在点P 处的切线方程：切线方程为 y －f(x 0)＝f′(x 0)(x －x 0). (2)已知切线的斜率为k ，求y ＝f(x)的切线方程：设切点为P(x 0，y 0)，通过方程k ＝f′(x 0)解得x 0，再由点斜式写出方程. (3)已知切线上一点(非切点)A(s,t)，求y ＝f(x)的切线方程：设切点为P(x 0，y 0)，利用导数将切线方程表示为y －f(x 0)＝f′(x 0)(x －x 0)，再将A(s,t)代入求出x 0.2．两个函数图像的公切线函数y=f(x)与函数y=g(x) 存在公切线，若切点为同一点P(x 0，y 0)，则有 ⎩⎪⎨⎪⎧f ′(x 0)＝g ′(x 0)，f (x 0)＝g (x 0).若切点分别为(x 1,f(x 1)),(x 2,g(x 2)),则有212121)()()()(x x x g x f x g x f --='='.题型分类解析题型一 已知切线经过的点求切线方程例1.求过点(2,2)P 与已知曲线3:3S y x x =-相切的切线方程. 解：点P 不在曲线S 上.设切点的坐标()00,x y ，则30003y x x =-，函数的导数为2'33y x =-，切线的斜率为020'33x x k y x ===-，2000(33)()y y x x x ∴-=--切线方程为，Q 点(2,2)P 在切线上，20002(33)(2)y x x ∴-=--，又30003y x x =-，二者联立可得001,1x x ==或相应的斜率为0k =或9k =-±∴切线方程为2y =或(9(2)2y x =-±-+.例 2. 设函数()()2f x g x x =+，曲线()y g x =在点()()1,1g 处的切线方程为21y x =+，则曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程为________解析：由切线过()()1,1g 可得：()13g =，所以()()21114f g =+=，另一方面，()'12g =，且()()''2f x g x x =+，所以()()''1124f g =+=，从而切线方程为：()4414y x y x -=-⇒=例3. 已知直线1y kx =+与曲线3y x ax b =++切于点(1,3)，则b 的值为_________ 解析：代入(1,3)可得：2k =，()'23f x x a =+，所以有()()'113132f a b f a =++=⎧⎪⎨=+=⎪⎩，解得13a b =-⎧⎨=⎩题型二 已知切线方程（或斜率），求切点坐标（或方程、参数）例4.已知函数()ln 2f x x x =+，则：（1）在曲线()f x 上是否存在一点，在该点处的切线与直线420x y --=平行 （2）在曲线()f x 上是否存在一点，在该点处的切线与直线30x y --=垂直 解：设切点坐标为()00,x y ()'0012fx x ∴=+ 由切线与420x y --=平行可得： ()'00011242f x x x =+=⇒= 011ln 122y f ⎛⎫∴==+ ⎪⎝⎭∴切线方程为：11ln 244ln 212y x y x ⎛⎫-+=-⇒=-- ⎪⎝⎭（2）设切点坐标()00,x y ()'0012fx x ∴=+，直线30x y --=的斜率为1 ()'00011213f x x x ∴=+=-⇒=- 而()00,x ∈+∞ 013x ∴=-不在定义域中，舍去∴不存在一点，使得该点处的切线与直线30x y --=垂直例5.函数()2ln f x a x bx =-上一点()()2,2P f 处的切线方程为32ln22y x =-++，求,a b 的值思路：本题中求,a b 的值，考虑寻找两个等量条件进行求解，P 在直线32ln22y x =-++上，322ln222ln24y ∴=-⋅++=-，即()2=2ln24f -，得到,a b 的一个等量关系，在从切线斜率中得到2x =的导数值，进而得到,a b 的另一个等量关系，从而求出,a b 解：P Q 在32ln22y x =-++上，()2322ln222ln24f ∴=-⋅++=-()2ln242ln24f a b ∴=-=-又因为P 处的切线斜率为3- ()'2afx bx x=- ()'2432a f b ∴=-=-, ln 242ln 2421432a b a a b b -=-⎧=⎧⎪∴⇒⎨⎨=-=-⎩⎪⎩例6.设函数()()32910f x x ax x a =---<，若曲线()y f x =的斜率最小的切线与直线126x y +=平行，求a 的值思路：切线斜率最小值即为导函数的最小值，已知直线的斜率为12-，进而可得导函数的最小值为12-，便可求出a 的值解：()2'2222221111329393939333f x x ax x a a a x a a ⎛⎫⎛⎫=--=-+--=--- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()'2min 11933f x f a a ⎛⎫∴==-- ⎪⎝⎭Q 直线126x y +=的斜率为12-，依题意可得：2191233a a --=-⇒=± 0a <Q 3a ∴=- 题型三 公切线问题例7.若存在过点(1,0)的直线与曲线3y x =和21594y ax x =+-都相切,则a 等于( ) A.1-或2564-B. 1-或214C. 74-或2564-D. 74-或7 思路：本题两条曲线上的切点均不知道，且曲线21594y ax x =+-含有参数，所以考虑先从常系数的曲线3y x =入手求出切线方程，再考虑在利用切线与曲线21594y ax x =+-求出a 的值.设过()1,0的直线与曲线3y x =切于点()300,x x ,切线方程为()320003y x x x x -=-，即230032y x x x =-，因为()1,0在切线上，所以解得：00x =或032x =，即切点坐标为()0,0或327,28⎛⎫⎪⎝⎭.当切点()0,0时，由0y =与21594y ax x =+-相切可得()21525490464a a ⎛⎫∆=--=⇒=- ⎪⎝⎭，同理，切点为327,28⎛⎫ ⎪⎝⎭解得1a =-答案：A小炼有话说：（1）涉及到多个函数公切线的问题时，这条切线是链接多个函数的桥梁.所以可以考虑先从常系数的函数入手，将切线求出来，再考虑切线与其他函数的关系 （2）在利用切线与21594y ax x =+-求a 的过程中，由于曲线21594y ax x =+-为抛物线，所以并没有利用导数的手段处理，而是使用解析几何的方法，切线即联立方程后的0∆=来求解，减少了运算量.通过例7，例8可以体会到导数与解析几何之间的联系：一方面，求有关导数的问题时可以用到解析的思想，而有些在解析中涉及到切线问题时，若曲线可写成函数的形式，那么也可以用导数来进行处理，（尤其是抛物线）例8.若曲线21x y C =：与曲线xae y C =：2存在公切线，则a 的最值情况为（ ） A ．最大值为28e B ．最大值为24e C ．最小值为28e D ．最小值为24e 解析：设公切线与曲线1C 切于点()211,x x ，与曲线2C 切于点()22,x x ae ，由''2xy xy ae ⎧=⎪⎨=⎪⎩可得：22211212x x ae x x ae x x -==-，所以有221111221122222x x x x x x x x x ae ⎧-=⇒=-⎪-⎨⎪=⎩，所以2244x ae x =-，即()2241x x a e -=，设()()41xx f x e -=，则()()'42xx fx e -=.可知()f x 在()1,2单调递增，在()2,+∞单调递减，所以()max 242a f e==例10.曲线xy e =在点()22,e 处的切线与坐标轴所围三角形的面积为（ ）A.2eB. 22e C. 24eD.22e思路：()'x f x e = 由图像可得三角形的面积可用切线的横纵截距计算，进而先利用求出切线方程 ()'22f e ∴=所以切线方程为：()222y e e x -=-即220e x y e --=，与两坐标轴的交点坐标为()()21,00,e - 221122e S e ∴=⨯⨯=例11.一点P 在曲线323y x x =-+上移动，设点P 处切线的倾斜角为α，则角α的取值范围是( )． A.0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦ B.30,,24πππ⎡⎫⎡⎫⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭U C.3,4ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭ D.3,24ππ⎛⎤⎥⎝⎦思路：倾斜角的正切值即为切线的斜率，进而与导数联系起来.'231y x =-，对于曲线上任意一点P ，斜率的范围即为导函数的值域：[)'2=311,y x -∈-+∞，所以倾斜角的范围是30,,24πππ⎡⎫⎡⎫⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭U .答案：B 例12.已知函数()323f x x x =-，若过点()1,P t 存在3条直线与曲线()y f x =相切，求t 的取值范围思路：由于并不知道3条切线中是否存在以P 为切点的切线，所以考虑先设切点()00,x y ，切线斜率为k ，则满足()3000'2002363y x x k f x x ⎧=-⎪⎨==-⎪⎩，所以切线方程为()00y y k x x -=-，即()()()3200002363y x x x x x --=--，代入()1,P t 化简可得：3200463t x x =-+-，所以若存在3条切线，则等价于方程3200463t x x =-+-有三个解，即y t =与()32463g x x x =-+-有三个不同交点，数形结合即可解决解：设切点坐标()00,x y ，切线斜率为k ，则有：()3000'2002363y x x k f x x ⎧=-⎪⎨==-⎪⎩∴ 切线方程为：()()()3200002363y x x x x x --=-- 因为切线过()1,P t ，所以将()1,P t 代入直线方程可得：()()()32000023631t x x x x --=-- ()()()23000063123t x x x x ⇒=--+-233320000000636323463x x x x x x x =--++-=-+-所以问题等价于方程3200463t x x =-+-，令()32463g x x x =-+-即直线y t =与()32463g x x x =-+-有三个不同交点()()'21212121g x x x x x =-+=--令()'0g x >解得01x << 所以()g x 在()(),0,1,-∞+∞单调递减，在()0,1单调递增()()()()11,03g x g g x g ==-==-极大值极小值所以若有三个交点，则()3,1t ∈--所以当()3,1t ∈--时，过点()1,P t 存在3条直线与曲线()y f x =相切例13. 已知曲线C:x 2=y ，P 为曲线C 上横坐标为1的点，过P 作斜率为k(k ≠0)的直线交C 于另一点Q ，交x 轴于M ，过点Q 且与PQ 垂直的直线与C 交于另一点N ，问是否存在实数k ，使得直线MN 与曲线C 相切？若存在，求出K 的值，若不存在，说明理由.思路：本题描述的过程较多，可以一步步的拆解分析.点()1,1P ，则可求出:1PQ y kx k =-+，从而与抛物线方程联立可解得()()21,1Q k k --，以及M 点坐标，从而可写出QN 的方程，再与抛物线联立得到N 点坐标.如果从,M N 坐标入手得到MN 方程，再根据相切()0∆=求k ，方法可以但计算量较大.此时可以着眼于N 为切点，考虑抛物线2x y =本身也可视为函数2y x =，从而可以N 为入手点先求出切线，再利用切线过M 代入M 点坐标求k ，计算量会相对小些. 解：由P 在抛物线上，且P 的横坐标为1可解得()1,1P∴设():11PQ y k x -=-化简可得：1y kx k =-+ 1,0k M k -⎛⎫∴ ⎪⎝⎭21y x y kx k ⎧=∴⎨=-+⎩ 消去y ：210x kx k -+-= 121,1x x k ∴==- ()()21,1Q k k ∴--设直线()()21:11QN y k x k k --=---⎡⎤⎣⎦即()()2111y k x k k =----⎡⎤⎣⎦ ∴ 联立方程：()()22111y x y k x k k ⎧=⎪⎨=----⎡⎤⎪⎣⎦⎩()211110x x k k k k ⎛⎫∴+---+= ⎪⎝⎭ ()11111Q N N x x k k x k k k ⎛⎫⎛⎫∴⋅=---+⇒=--+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2111,1N k k k k ⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴--+-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭由2y x =可得：'2y x =∴切线MN 的斜率'1|21N MN x x k y k k =⎛⎫==--+ ⎪⎝⎭2111:1211MN y k k x k k k k ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴--+=--++-+ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦代入1,0k M k -⎛⎫⎪⎝⎭得： 2111112111k k k k k k k ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫--+=--+-+-+ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦211210k k k k k∴-+=⇒+-=,12k -±∴=小炼有话说：（1）如果曲线的方程可以视为一个函数（比如开口向上或向下的抛物线，椭圆双曲线的一部分），则处理切线问题时可以考虑使用导数的方法，在计算量上有时要比联立方程计算0∆=简便（2）本题在求N 点坐标时，并没有对方程进行因式分解，而是利用韦达定理，已知Q 的横坐标求出N 的横坐标.这种利用韦达定理求点坐标的方法在解析几何中常解决已知一交点求另一交点的问题.例14.设函数f(x)＝x 3＋2ax 2＋bx ＋a ，g(x)＝x 2－3x ＋2，其中x ∈R ，a 、b 为常数，已知曲线y ＝f(x)与y ＝g(x)在点(2,0)处有相同的切线l.(1)求a 、b 的值，并写出切线l 的方程；(2)若方程f(x)＋g(x)＝mx 有三个互不相同的实根0、x 1、x 2，其中x 1<x 2，且对任意的x ∈[x 1，x 2]，f(x)＋g(x)<m(x －1)恒成立，求实数m 的取值范围.【解答】 (1)f′(x)＝3x 2＋4ax ＋b ，g′(x)＝2x －3. 由于曲线y ＝f(x)与y ＝g(x)在点(2,0)处有相同的切线， 故有f(2)＝g(2)＝0，f′(2)＝g′(2)＝1.由此得⎩⎪⎨⎪⎧8＋8a ＋2b ＋a ＝0，12＋8a ＋b ＝1，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－2，b ＝5.所以a ＝－2，b ＝5，切线l 的方程为x －y －2＝0. (2)由(1)得f(x)＝x 3－4x 2＋5x －2， 所以f(x)＋g(x)＝x 3－3x 2＋2x.依题意，方程x(x 2－3x ＋2－m)＝0有三个互不相同的实根0、x 1、x 2， 故x 1、x 2是方程x 2－3x ＋2－m ＝0的两相异的实根． 所以Δ＝9－4(2－m)>0，即m>－14.又对任意的x ∈[x 1，x 2]，f(x)＋g(x)<m(x －1)恒成立． 特别地，取x ＝x 1时，f(x 1)＋g(x 1)－mx 1<－m 成立，得m<0. 由韦达定理，可得x 1＋x 2＝3>0，x 1x 2＝2－m>0，故0<x 1<x 2. 对任意的x ∈[x 1，x 2]，有x －x 2≤0，x －x 1≥0，x>0，则f(x)＋g(x)－mx ＝x(x －x 1)(x －x 2)≤0，又f(x 1)＋g(x 1)－mx 1＝0，所以函数f(x)＋g(x)－mx 在x ∈[x 1，x 2]的最大值为0. 于是当－14<m<0时，对任意的x ∈[x 1，x 2]，f(x)＋g(x)<m(x －1)恒成立． 综上，m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫－14，0. 例15.如图3－1，有一正方形钢板AB CD 缺损一角(图中的阴影部分)，边缘线OC 是以直线AD 为对称轴，以线段AD 的中点O 为顶点的抛物线的一部分．工人师傅要将缺损一角切割下来，使剩余的部分成为一个直角梯形．若正方形的边长为2米，问如何画切割线EF ，可使剩余的直角梯形的面积最大？并求其最大值．解法一：以O 为原点，直线AD 为y 轴，建立如图所示的直角坐标系，依题意，可设抛物线弧OC 的方程为y ＝ax 2(0≤x ≤2)，∵点C 的坐标为(2,1)，∴22a ＝1，a ＝14， 故边缘线OC 的方程为y ＝14x 2(0≤x ≤2)， 要使梯形ABEF 的面积最大，则EF 所在的直线必与抛物线弧OC 相切，设切点坐标为P ⎝ ⎛⎭⎪⎫t ，14t 2(0<t <2)， ∵y ′＝12x ，∴直线EF 的方程可表示为y －14t 2＝t 2(x －t )， 即y ＝12tx －14t 2.由此可求得E ⎝ ⎛⎭⎪⎫2，t －14t 2，F ⎝⎛⎭⎪⎫0，－14t 2.∴|AF |＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪－14t 2－－1＝1－14t 2， |BE |＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪t －14t 2－－1＝－14t 2＋t ＋1. 设梯形ABEF 的面积为S (t )，则S (t )＝－12(t －1)2＋52≤52，∴当t ＝1时，S (t )＝52， 故S (t )的最大值为2.5，此时|AF |＝0.75，|BE |＝1.75.答：当AF ＝0.75 m ，BE ＝1.75 m 时，可使剩余的直角梯形的面积最大，其最大值为2.5 m 2.解法二：以A 为原点，直线AD 为y 轴，建立如图所示的直角坐标系，依题意可设抛物线的方程为y ＝ax 2＋1(0≤x ≤2)．∵点C 的坐标为(2,2)，∴22a ＋1＝2，a ＝14， 故边缘线OC 的方程为y ＝14x 2＋1(0≤x ≤2)． 要使梯形ABEF 的面积最大，则EF 所在的直线必与抛物线弧OC 相切，设切点坐标为P ⎝ ⎛⎭⎪⎫t ，14t 2＋1(0<t <2)， ∵y ′＝12x ，∴直线EF 的方程可表示为y －14t 2－1＝12t (x －t )， 即y ＝12tx －14t 2＋1，由此可求得E ⎝ ⎛⎭⎪⎫2，t －14t 2＋1，F ⎝ ⎛⎭⎪⎫0，－14t 2＋1. ∴|AF |＝1－14t 2，|BE |＝－14t 2＋t ＋1， 设梯形ABEF 的面积为S (t )，则S (t )＝12|AB |·(|AF |＋|BE |) ＝1－14t 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫－14t 2＋t ＋1＝－12t 2＋t ＋2 ＝－12(t －1)2＋52≤52. ∴当t ＝1时，S (t )＝52， 故S (t )的最大值为2.5.此时|AF |＝0.75，|BE |＝1.75.答：当AF ＝0.75 m ，BE ＝1.75 m 时，可使剩余的直角梯形的面积最大，其最大值为2.5 m 2.【点评】 与切线有关的多边形的最值问题，首先应该面积建立关于动点P 的函数，再选择相关的方法求解所得函数的最值，复杂函数可以用求导进行研究．。
高考数学知识点复习：函数的切线问题
专题1函数的切线问题秒杀秘籍：第一讲切线的几何意义1．导数的几何意义:函数)(x f 在点0x 处的导数的几何意义就是曲线)(x f y 在点))(,(0x f x 处的切线的斜率．注：（ tan k f x ）切线方程 000()()y f x f x x x 的计算:2．在点00(,)A x y 处的切线方程： 000()()y f x f x x x 抓住关键：000()()y f x k f x3．过点11(,)A x y 的切线方程：设切点为00(,)P x y ，则斜率0()k f x ，过切点的切线方程为：∵过点11(,)A x y ，∴10010()()y y f x x x 然后解出0x 的值．（0x 有几个值，就有几条切线，三次函数多解）4．定理：令 ln x f x e g x x 过原点的切线斜率为1e e；ln ax xa h x e t x 过原点的切线斜率为1ae ae类推： ,,0,f x h x m g x t x m 过,0过的切线斜率分别为111m m e e （根据平移记忆）和111am m ae ae（不要求记忆）考点1切线及斜率问题【例1】曲线1x y xe 在点 11，处切线的斜率等于（）A ．e2B ．e C ．2D ．1【解析】1101122x x x f x x e x e x e k f e，，C 选．【例2】设点P 是曲线3335y x x上的任意一点，点P 处切线的倾斜角为 ，则角 的范围是（）A ．203，B ．2023，，C ．223，D ．233，【解析】 22233tan 333tan 33f x x x∵，，，（ 为第二象限角）或02，（ 为第一象限角）．【例3】已知函数 f x 是偶函数，定义域为 00 ，，，且0x 时， 1xx f x e ，则曲线 y f x 在点 11f ，处的切线方程为．【解析】 21','1,10,xx f x f f e e∵∵曲线 y f x 在点 1,1f 处的切线方程为 11y x e ，又 f x 是偶函数， 曲线 y f x 在点 1,1f 处的切线方程与曲线 y f x 在点 1,1f 处的切线方程故意y 轴对称，为 11y x e，故答案为 11y x e．【例4】设P 是函数 1y x x 图象上异于原点的动点，且该图象在点P 处的切线的倾斜角为 ，则 的取值范围是．【解析】由题意知313131tan 23222222y x x x x x x0,,22∵．【例5】若P 是函数 1ln 1f x x x 图象上的动点，点 1,1A ，则直线AP 斜率的取值范围为（）A ．1, B ．0,1C ．1,e eD ．1,e【解析】由题意可得： 'ln 11f x x ，结合函数的定义域可知，函数在区间11,1e上单调递减，在区间11,e 上单调递增，且1111f e e，绘制函数图象如图所示，当直线与函数图象相切时直线的斜率取得最小值，设切点坐标为 000,1ln 1x x x ，该点的斜率为 0ln 11k x ，切线方程为： 00001ln 1ln 11y x x x x x ，切线过点 1,1 ，则： 000011ln 1ln 111x x x x ，解得:00x ，切线的斜率0ln 111k x ，综上可得：则直线AP 斜率的取值范围为 1, ．【例6】已知函数 32f x mx nx 的图象在点 1,2 处的切线恰好与直线30x y 平行，若 f x 在区间,1t t 上单调递减，则实数t 的取值范围是．【解析】由题意知 32f x mx nx ，∴ 232f x mx nx ．由题意得121323f m n f m n解得13m n ，∵ 323f x x x ，∴ 23632f x x x x x ，由 320f x x x ，得20x ，所以函数 f x 的单调减区间为 2,0 ．由题意得 ,1t t 2,0 ，∴210t t，解得21t ．考点2切线条数问题【例7】过点 ,A m m 与曲线 ln f x x x 相切的直线有且只有两条，则m 的取值范围是（）A ．e ，B ．+e ，C ．10e，D ．1+ ，【解析】设切点为 00x y ，, ln 1f x x ,所以切线方程为: 0000ln ln 1y x x x x x ,代入 ,A m m ,得 0000ln ln 1m x x x m x ,即这个关于0x 的方程有两个解．化简方程为00ln x m x ,即0ln 1x m x,令 ln 0x g x x x, 21ln xg x x, g x 在 0e ，上单调递增,在e ，上单调递减, 1g e e,x , 0g x ， 10g ,所以110m e,所以m e ．故选B ．【例8】已知曲线x a y e 与2y x 恰好存在两条公切线，则实数�的取值范围是（）A ．2ln 22+ ，B ．2ln 2+ ，C ．2ln 22 ，D ．2ln 22 ，【解析】2y x 的导数2x a y x y e ，的导数为x a y e ，设与曲线x a y e 相切的切点为 2m n y x ，，相切的切点为 s t ，，则有公共切线斜率为2m at n s e s m，又2+m at s n e ，，即有222s s s s m，即为12s s m ，即有 202s m s ，则有2m a e s ，即为 2ln 202s a s s ，恰好存在两条公切线，即s 有两解，令 2ln 202x f x x x，则 112f x x ，当0x 时， 0f x f x ，递减，当02x 时， 0f x f x ，递增，即有2x 处 f x 取得极大值，也为最大值，且为2ln 22 ，由恰好存在两条公切线可得y a 与 y f x 有两个交点，结合函数的图象与单调性可得a 的范围是2ln 22a ，故选D ．【例9】过点 A m n ，与曲线 ln f x x x 相切的直线有且只有两条，则实数m 的取值范围是（）A ．),(e B ．),( e C ．1,0(eD ．),1( 【解析】设切点为 00x y ，， ln 1f x x ,所以切线方程为: 0000ln ln 1y x x x x x ，代入 A m n ，，得 0000ln ln 1m x x x m x ，即这个关于0x 的方程有两个解．化简方程为00ln m x x ，即0ln 1x m x,令 ln 0x g x x x, 21ln x g x x , g x 在 0,e 上单调递增,在 ,e 上单调递减, 1g e e,x ， 0g x ， 10g ，所以110m e，所以m e ．【例10】设函数233)(x x x f ，若过点),2(n 可作三条直线与曲线)(x f y 相切，则实数n 的取值范围是（）A ．)4,5( B ．)0,5( C ．)0,4( D ．]3,5( 【解析】法一： 323f x x x ,则 236f x x x ，设切点为 32000,3x x x ,则 200036f x x x ．∴过切点处的切线方程为32200000336y x x x x x x ，把点2n ，代入得：322000003362n x x x x x ．整理得：3200029120x x x n ．若过点 2n ，可作三条直线与曲线y f x 相切,则方程3200029120x x x n 有三个不同根（左图）令 322912g x x x x ，则 261812612g x x x x x ，∴当 12+x ，，时, 0g x ；当 12x ，时, 0g x ，∴ g x 的单调增区间为 1 ，和 2+ ，；单调减区间为 12，．∴当1x 时, g x 有极大值为 15g ；当2x 时, g x 有极小值为 24g ．由45n ，得54n ．∴实数n 的取值范围是 54 ，．故选A ．法二： 323f x x x 关于点 1,2 中心对称， 23613f x x x f ，在对称中心的切线方程为31,25y x x y 时，， 24f ，故当点 2,n 位于区域Ⅰ，有三条切线时，54n ．（如右图）考点3零点、交点、极值点问题【例11】若函数 2x f x ae x a 有两个零点，则实数a 的取值范围是（）A ．1,eB ．10,eC ．0 ，D ．0+ ，【解析】法一：∵ 2x f x ae x a ，∴ 1x f x ae ．①当0a 时， 0f x 恒成立，故函数 f x 在R 上单调，不可能有两个零点；②当0a 时，令 0f x ，得1lnx a ，函数在1ln a -，上单调递减，在1ln +a，,上单调递增，所以 f x 的最小值为11ln 1ln 21ln 2f a a a a a，令 1ln 2,0g a a a a ，则 1122a g a a a ，∴当102a时， 0,g a g a 单调递增；当12a 时， 0g a ， g a 单调递减．∴ max 1ln 02g a g a，∴ f x 的最小值为1ln 1ln 20f a a a，∴函数 2x f x ae x a 有两个零点．综上实数a 的取值范围是 0+ ，．法二： 202x x x f x ae x a e a，即x y e 与22y x a 交点问题，由图可知，0a 时，一定有两个交点，0a 时，有仅有一个交点；故选D ．例题10例题11例题12【例12】关于x 的方程2xx a e 有3个不同的实数解，则实数a 的取值范围为．【解析】如图，临界情况为 2y x a 与xy e 相切的情况，'2xy e ，则ln2x ，所以切点坐标为ln2,2，则此时1ln2a ，所以只要2y x a 图象向左移动，都会产生3个交点，所以1ln2a ，即 1ln2, ．【例13】已知函数ln f x x x ax 有两个极值点，则实数的取值范围是（）A ． 0 －，B ．10,2C ．0,1D ．(0,)【解析】函数 ln f x x x ax ，则 1'ln ln 21f x x ax x a x ax x，令 'ln 210f x x ax 得ln 21x ax ，函数 ln f x x x ax 有两个极值点，等价于'ln 21f x x ax 有两个零点，等价于函数ln y x 与21y ax 的图象有两个交点，在同一坐标系中作出它们的图象（如图），当12a时，直线21y ax 与ln y x 的图象相切，由图可知，当102a 时，ln y x 与21y ax 的图象有两个交点，则实数a 的取值范围是10,2，故选B ．【例14】设ln f x x ，若函数g x f x ax 在区间上有三个零点，则实数的取值范围（）A ．10,eB ．211,e eC ．222,e eD ．221,e e【解析】令 0g x f x ax ，可得f x ax ．在坐标系内画出函数 ln f x x 的图象（如图9所示）．当1x 时， ln f x x ．由ln y x 得1y x．设过原点的直线y ax 与函数y x ln 的图象切于点 00,ln A x x ，则有0001lnx ax a x，解得0 1x ea e ．所以当直线y ax 与函数ln y x 的图象切时1a e ．又当直线y ax 经过点2B ,2e 时，有22a e ，解得22a e．结合图象可得当直线y ax 与函数 ln f x x 的图象有3个交点时，实数a 的取值范围是221,e e．即函数 g x f x ax 在区间20,e 上有三个零点时，实数a 的取值范围是221,e e．故选D ．例题13例题14【例15】对任意的0x ，总有 lg 0f x a x x ，则a 的取值范围是（）A ． lg lg lg e e，B ．1 ，C ． 1lg lg lg e e，D ． lg lg lg e e，【解析】原问题即lg x x a 在区间 0, 上恒成立，考查临界情况，即函数 lg g x x 与 h x x a 相切时的情形，如图10，很明显切点横坐标位于区间 0,1内，此时， 1lg ,'ln10g x x g x x ，由 '1g x 可得：1lg ln10x e，则切点坐标为： lg ,lg lg e e ，切线方程为：lg lg lg y e x e ，令0x 可得纵截距为： lg lg lg e e ，结合如图所示的函数图象可得则a 的取值范围是 lg lg lg e e ，．选A ．【例16】已知定义在, 上的函数 f x ，满足 f x f x ，且当 1,x 时 ln f x x ，若函数g x f x ax 在1,上有唯一的零点，则实数a 的取值范围是（）A ．1,ln eB ． ln ,ln 0C ．0,ln D ． 1,ln 0e【解析】由题意知 1f x f x , 1,x 时， ln f x x ，1,1x时， 11,x ，11ln f f x x x， ln f x x ， g x 零点，就是 y f x 与y ax 的交点，画出两函数图象，如图，由图11知，ln OA k 过原点与ln y x 相切的直线斜率为1e，所有直线与曲线有一个交点的a 的范围是1,ln 0e，故选D ．【例17】若函数 ln f x x ax 存在与直线20x y 平行的切线，则实数a 的取值范围是．【解析】∵函数 ln f x x ax 存在与直线20x y 平行的切线，即 2y a x 与ln y x 切线平行，过原点且与ln y x 相切的直线为xy e，如下图所示，显然120,2a a e且，故实数a 的取值范围是11222e e，，．【例18】已知函数 f x 为偶函数，当0x 时， ln f x x ax ．若直线y x 与曲线 y f x 至少有两个交点，则实数a 的取值范围是（）A ．111,1e eB ．111,11e eC ．11,eD ．111,11,e e【解析】函数 f x 为偶函数，故当0x 时， ln f x x ax x 有交点，则 ln 1x a x 有解，故11a e ；当0x 时， ln f x x ax x，1y a x 与 ln y x 相切时，11a e ；如下图，1101,11a a e e，故a 的取值范围是111,11,e e．故选D ．【例19】已知函数 201720161120162017f x x x x x x x ，在不等式20171x e ax x R 恒成立的条件下等式 20182017f a f b 恒成立，求b 的取值集合（）A ．{|20162018}b bB ．2016,2018C ． 2018D ．2017【解析】20172017'2017xxee，函数2017,1x y e y ax 均经过点 0,1，则直线1y ax 是函数2017x y e 的切线，据此可得：2017a ，等式即： 12017f f b ，很明显函数 f x 是偶函数，则：20171b ，解得：2016b 或2018b ，结合绝对值和式的几何意义可得实数b 的取值范围是：{|20162018}b b ．【例20】已知函数 ln f x x x x ，若k Z ，且 2k x f x 对任意的2x 恒成立，则k 的最大值为（）(参考数据：ln20.6931,ln3 1.0986 )A ．3B ．4C ．5D ．6【解析】设直线 2y k x 与曲线 y f x 相切时的切点为 ,m f m ，此时0'2f m f m m ，即ln 2ln 2m m mm m ，化简得42ln 0m m ，设 42ln 0g m m m ，因为2280g e e ，33100g e e ，所以23e m e ，所以切线斜率2ln m 的取值范围为 4,5，所以整数k 的最大值为4，故选B ．【例21】已知,a b 为正实数，直线y x a 与曲线 ln y x b 相切，则2b的取值范围为．【解析】由题意知1'1y x b,1x b ,切点为 1,0b ,代入y x a ,得1a b ,∵,a b 为正实数, 0,1a ,则2223a a b a ,令 23a g a a ,则26'03a a g a a ,则函数 g a 为增函数,210,22a b．【例22】若直线y kx b 为函数 ln f x x 图象的一条切线，则k b 的最小值为．【解析】设切点 0,ln P x x ，则 001k f x x ，所以方程为 0001ln y x x x x ，即001ln 1y x x x ，所以001,ln 1k b x x， 00001ln 1(0)g x k b x x x ，可得 0g x 在 0,1上单调递减，在 1, 单调递增，所以当01x 时，k b 取得最小值0．【例23】设点P 在曲线12x y e 上，点Q 在曲线 ln 2y x 上，则PQ 最小值为（）A ．1ln 2B21ln 2 C ．1ln 2D21ln 2 【解析】两函数互为反函数，即图像关于y x 对称，函数12x y e 上的点12x x e，到直线y x 的距离为122xe x，设函数 11122x x g x e x g x e ，得 min 1ln 2g x ，所以min 1ln 22d ，由图像关于y x 对称得：PQ 的最小值为 min 221ln 2d ．【例24】直线y m 分别与曲线 21y x ，与ln y x x 交于点,A B ，则AB 的最小值为（）A ．324B ．2C ．3D ．32【解析】由题意可知，当过点B 的切线与 21y x 平行时，AB 取得最小值．为此对ln y x x 进行求导得11y x，令2y ，解得1x ，代入ln y x x ，知1y ，所以当BC 取到最小值时，1m ，所以 11112A B，，，，易知13122AB ，故选D ．【例25】已知函数 02x f x f e x ，点P 为曲线 y f x 在点 00f ，处的切线l 上的一点，点Q 在曲线x y e 上，则PQ 的最小值为．【解析】由 02x f x f e ，令0x 可得 01f ，所以 2x f x e x ，所以切线的斜率 01k f ，又 01f ，故切线方程为10x y ．由题意可知与直线10x y 平行且与曲线x y e 相切的切点到直线10x y 的距离即为所求．设切点为t Q t e ，，则11t k e ，故0t ，即 01Q ，，该点到直线10x y 的距离为222d．【例26】函数 21x f x e x x 与 g x 的图象关于直线230x y 对称，P Q 、分别是函数 f x g x 、图象上的动点，则PQ 的最小值为（）A 5B 5C 25D ．25【解析】由题意得当P 点处切线平行直线230x y ，Q 为P 关于直线230x y 对称点时，PQ 取最小值． 21x f x e x ∵， 2121202x x f x e x e x P ，，PQ 的最小值为02322514，故选D ．考点6两点间距离平方问题【例27】已知实数a b 、满足225ln 0a a b c R ，，则 22a cbc 的最小值为（）A ．12B ．32C ．322D ．92【解析】考查22a cbc 的最小值：x 代换a ，y 代换b ，则x y ，满足：225ln 0x x y ，即225ln 0y x x x ，以x 代换c ，可得点 x x ，，满足0y x ．因此求 22a cbc 的最小值即为求曲线 225ln 0y x x x 上的点到直线0y x 的距离的最小值．设直线0y x m y +x +m =0与曲线 225ln 0y f x x x x 相切于点 00P x y ，， 54f x x x，则 000541f x x x ，解得01x ，∴切点为 12P ，．∴点P 到直线0y x 的距离33222d，得： 22a cbc 的最小值为92．【例28】已知 22ln S x a x a a R ，则S 的最小值为（）A ．22B ．12C 2D ．2【解析】设 ln A x x B a a ，，，，则问题化为求平面上两动点 ln A x x B a a ，，，之间距离的平方的最小值的问题，也即求曲线 ln f x x 上的点到直线y x 的点的距离最小值问题．因 1f x x，设切点 ln P t t ，，则切线的斜率1k t ，由题设当11t ，即1t 时，点 10P ，到直线y x 的距离最近，其最小值为min 12d ，所以所求S 的最小值为min 12S，故选B ．达标训练1．直线y m 分别与曲线 21y x ，与ln y x x 交于点,A B ，则AB 的最小值为（）A ．324B ．2C ．3D ．322．已知函数 3110sin 6f x x x在0x 处的切线与直线0nx y 平行，则二项式211nx x x 展开式中4x 的系数为（）A ．120B ．135C ．140D ．1003．已知 4201xf x a x x x，若曲线 f x 上存在不同两点,A B ，使得曲线 f x 在点,A B 处的切线垂直，则实数a 的取值范围是（）A ． 3,3B ．2,2 C ．3,2D ． 34．已知a b c R 、、，且满足221b c ，如果存在两条互相垂直的直线与函数 cos sin f x ax b x c x 的图象都相切，则23a b c 的取值范围是（）A ．2,2 B ．5,5 C ．6,6 D ．2,225．设函数 222ln 2f x x a x a ，其中0x ，R a ，存在0x 使得 045f x成立，则实数a 的值是（）A ．15B ．25C ．12D ．16．已知 f x 是定义在R 上的单调函数，满足 1x f f x e ，则 f x 在 0,0f 处的切线方程为（）A ．1y xB ．1y xC ．1y xD ．1y x 7．已知12,P P 为曲线:ln C y x （0x 且1x ）上的两点，分别过12,P P 作曲线C 的切线交y 轴于,M N 两点，若120PM P N ，则MN（）A ．1B ．2C ．3D ．48．如右图，直线2y ax 与曲线 y f x 交于A B 、两点，其中A 是切点，记 ,f x h x g x f x ax x，则下列判断正确的是（）A ． h x 只有一个极值点B ． h x 有两个极值点，且极小值点小于极大值点C ． g x 的极小值点小于极大值点，且极小值为2D ． g x 的极小值点大于极大值点，且极大值为29．过点 21A ，作曲线 33f x x x 的切线最多有（）A ．3条B ．2条C ．1条D ．0条10．设函数 2340f x x ax a 与 22ln g x a x b 有公共点，且在公共点处的切线方程相同，则实数b的最大值为（）A ．21e B ．212e C ．213e D ．214e 11．已知定义在1, 上的函数 f x ，满足 1f x f x，且当 1,x 时 ln f x x ，若函数g x f x ax 在1,上有唯一的零点，则实数a 的取值范围是（）A ．1,ln eB ． ln ,ln 0C ．0,ln D ． 1,ln 0e12．已知 11,A x y ， 22,B x y 12()x x 是函数 3f x x x 图像上的两个不同点．且在,A B 两点处的切线互相平行，则21x x 的取值范围是（）A ． 1,1B ．1,2 C ．2.0 D ．1,0 13．设函数 232(0)2f x x ax a与 2g x a lnx b 有公共点，且在公共点处的切线方程相同，则实数b 的最大值为（）A ．212e B ．212e C ．1eD ．232e14．设直线12,l l 分别是函数 ,01,1lnx x f x lnx x图象上点12,P P 处的切线，1l 与2l 垂直相交于点P ，且12,l l 分别与y 轴相交于点,A B ，则PAB 的面积的取值范围是（）A ．0,1B ．1, C ．0, D ．0,215．函数 ln f x x 在点 00f P x x ，处的切线l 与函数 x g x e 的图象也相切，则满足条件的切点P 的个数有（）A ．0个B ．1个C ．2个D ．3个16．已知函数 x af x x e (0)a ，且 y f x 的图象在0x 处的切线l 与曲x y e 相切，符合情况的切线（）A ．有0条B ．有1条C ．有2条D ．有3条17．若曲线21(11)ln 1f x e x e a x和 32(0)g x x x x 上分别存在点,A B ，使得AOB 是以原点O 为直角顶点的直角三角形，且斜边AB 的中点y 轴上，则实数a 的取值范围是（）A ．2,e eB ．2,2e eC ．21,e D ．1,e 18．已知函数 1x f x x a e，曲线 y f x 上存在两个不同点，使得曲线在这两点处的切线都与y 轴垂直，则实数a 的取值范围是（）A ．2,eB ．2,0e C ．21,eD ．21,0e19．已知函数 f x 为偶函数，当0x 时， ln f x x ax ．若直线y x 与曲线 y f x 至少有两个交点，则实数a 的取值范围是（）A ．111,1e eB ．111,11e eC ．11,eD ．111,11,e e20．若曲线21:(0)C y ax a 与曲线2:x C y e 存在公共切线，则a 的取值范围为（）A ．20,8eB ．20,4eC ．2,8eD ．2,4e21．已知曲线21y x 在点200(,+1)P x x 处的切线为l ，若l 也与函数 ln ,0,1y x x 的图象相切，则0x 满足（）（其中 2.71828...e ）A ．012x B 02x eC 03e x D 032x 22．已知曲线1C :2y x 与曲线2C :2ln (y x x,直线l 是曲线1C 和曲线2C 的公切线,设直线l 与曲线1C 切点为P ,则点P 的横坐标t 满足（）A ．102t eB ．1122t e C ．1222t D ．222t 23．设函数 sin f x x 的图象与直线(0)y kx k 有且仅有三个公共点，这三个公共点横坐标的最大值为 ，则 （）A ．cosB ．tanC ．sinD ．tan24．已知函数 f x 是定义在 0, 的可导函数， f x 为其导函数，当0x 且1x 时，201f x xf x x ，若曲线 y f x 在1x 处的切线的斜率为34，则 1f （）A ．0B ．1C ．83D ．5125．函数 y f x 图象上不同两点 1122,,,A x y B x y 处的切线的斜率分别是,A B k k ，规定 ,A B k k A B AB叫做曲线在点A 与点B 之间的“弯曲度”．设曲线x y e 上不同的两点 1122,,,A x y B x y ，且121x x ，若 •,3t A B 恒成立，则实数t 的取值范围是（）A ．,3 B ．,2 C ．3 D ．1,326．过点 22M p ，引抛物线 220x py p 的切线，切点分别为A B 、，若410AB ，则P 的值是（）A ．1或2B ．2或2C ．1D ．227．已知曲线 32+3f x x x x 在1x 处的切线与抛物线22y px 相切，则抛物线的准线方程为（）A ．116xB ．1x C ．1y D ．1y 28．已知函数 2,01,0x x a x f x x x的图象上存在不同的两点,A B ,使得曲线 y f x 在这两点处的切线重合，则实数a 的取值范围是．29．若 323f x f x x x 对R x 恒成立，则曲线 y f x 在点 2,2f 处的切线方程为．30．直线 22,1FB x y分别是函数 sin [0π]f x x x ，，图象上点12P P ，处的切线，12l l ，垂直相交于点P ，且12l l ，分别与y 轴相交于点A B ，，则PAB 的面积为．31．已知函数1*n n f x x x n N ，曲线 y f x 在点 2,2f 处的切线与y 轴的交点的纵坐标为n b ，则数列 n b 的前n 项和为．32．已知函数 21,f x g x x x．若直线l 与曲线 ,f x g x 都相切，则直线l 的斜率为．33．设P 是函数 1y x x 图象上异于原点的动点，且该图象在点P 处的切线的倾斜角为 ，则 的取值范围是．34．在平面直角坐标系xOy 中，直线l 与函数 2220f x x a x 和 3220g x x a x 均相切（其中a 为常数），切点分别为 11,A x y 和 22,B x y ，则12x x 的值为．35．过点 11 ，与曲线 32f x x x 相切的直线方程是．36．若直线y kx b 为函数 ln f x x 图象的一条切线，则k b 的最小值为．37．若曲线 ln *2n y x x n N在2x n 处的切线斜率为n a ，则数列11n n a a的前n 项和n S．38．曲线(0)y x a 与曲线y x a 的值为．39．已知函数 f x 是偶函数，定义域为 00 ，，，且0x 时， 1x x f x e，则曲线 y f x 在点 11f ，处的切线方程为．40．已知函数 3f x x ．设曲线 y f x 在点 11P x f x ，处的切线与该曲线交于另一点 22Q x f x ，，记 f x 为函数 f x 的导数，则12f x f x 的值为．41．若实数,,,a b c d 满足22ln 321a a c b d，则 22a cb d 是最小值为．42．已知函数2223ln 2f x x x a x a a R ，若关于x 的不等式 8f x 有解，则实数a 为．43．已知函数215()3,()322f x lnx x xg x x ，P ，Q 分别()f x ，()g x 为图象上任意一点，则||PQ 的最小值为．44．已知函数 222ln 323ln 310f x x x a x x a 若存在0x 使得 0110f x有解，则实数a 为．。
函数图像的切线问题(最新整理)
设切点为 P(x0，y0)，利用导数将切线方程表示为 y－f(x0)＝f′(x0)(x－x0)，再将
A(s,t)代入求出 x0. 2．两个函数图像的公切线
函数 y=f(x)与函数 y=g(x) 存在公切线，
若切点为同一点 P(x0，y0)，则有 Error!
若切点分别为(x1,f(x1)),(x2,g(x2)),则有
y
kx
与曲线
y
l8n
x
有公共点，则
k
6
的最大值为
15 5
30
20 10
.
解：根据题8意画出右图，由图可知，当直线和曲线相切时， k 取8 得最大值.
设切点坐标为 x0,
y0
，则
y0
ln
x0
，
y
'
1 x
y ' 1 ，切线方程为
x 10x0
x0
y
ln
x0
1 x0
(x
x0 ) ，原点在切线上，ln
x0
4
A. 1 或 25 64
B. 1 或 21 4
C. 7 或 25 4 64
D. 7 或 7 4
思路：本题两条曲线上的切点均不知道，且曲线 y ax2 15 x 9 含有参数，所以考虑 4
先 从 常 系 数 的 曲 线 y x3入 手 求 出 切 线 方 程 ， 再 考 虑 在 利 用 切 线 与 曲 线
1， x0
e12
斜率的最大值为
1
.
e
例 10.曲线 y ex 在点 2, e2 处的切线与坐标轴所围三角形的面积为（ ）
A. e2
B. 2e2
C. 4e2
e2
D.
2020高考数学--- 函数的切线问题
第14炼 函数的切线问题一、基础知识：（一）与切线相关的定义1、切线的定义：在曲线的某点A 附近取点B ，并使B 沿曲线不断接近A 。
这样直线AB 的极限位置就是曲线在点A 的切线。
（1）此为切线的确切定义，一方面在图像上可定性的理解为直线刚好与曲线相碰，另一方面也可理解为一个动态的过程，让切点A 附近的点向A 不断接近，当与A 距离非常小时，观察直线AB 是否稳定在一个位置上（2）判断一条直线是否为曲线的切线，不再能用公共点的个数来判定。
例如函数3y x =在()1,1--处的切线，与曲线有两个公共点。
（3）在定义中，点B 不断接近A 包含两个方向，A 点右边的点向左接近，左边的点向右接近，只有无论从哪个方向接近，直线AB 的极限位置唯一时，这个极限位置才能够成为在点A 处的切线。
对于一个函数，并不能保证在每一个点处均有切线。
例如y x =在()0,0处，通过观察图像可知，当0x =左边的点向其无限接近时，割线的极限位置为y x =-，而当0x =右边的点向其无限接近时，割线的极限位置为y x =，两个不同的方向极限位置不相同，故y x =在()0,0处不含切线（4）由于点B 沿函数曲线不断向A 接近，所以若()f x 在A 处有切线，那么必须在A 点及其附近有定义（包括左边与右边）2、切线与导数：设函数()y f x =上点()()00,,A x f x ()f x 在A 附近有定义且附近的点()()00,B x x f x x +∆+∆，则割线AB 斜率为：()()()()()000000AB f x x f x f x x f x k x x x x +∆-+∆-==+∆-∆ 当B 无限接近A 时，即x ∆接近于零，∴直线AB 到达极限位置时的斜率表示为：()()000lim x f x x f x k x∆→+∆-=∆,即切线斜率，由导数定义可知：()()()'0000lim x f x x f x k f x x∆→+∆-==∆。
导数切线问题类型
导数切线问题类型
在求导数问题中，常见的切线问题类型包括以下几类：
1. 求一点处的切线方程：已知函数的导数和一点的坐标，求该点处的切线方程。
这类问题通常需要使用导数的定义和直线斜率的概念进行求解。
2. 求函数图像上的切线方程：已知函数的表达式，求函数图像上某一点处的切线方程。
通常需要先求函数的导数，然后根据给定点的坐标和导数计算切线方程。
3. 求函数的水平切线和垂直切线：已知函数的导数，求函数在某些点处的水平切线方程和垂直切线方程。
水平切线方程的斜率为0，垂直切线方程的斜率为无穷大或无穷小。
这类问题需要根据导数的定义和直线斜率的概念进行求解。
4. 求函数的拐点和弧度切点：已知函数的二阶导数，求函数图像上的拐点和弧度切点。
拐点是函数图像由凹变凸或凸变凹的位置，其对应的二阶导数为零；弧度切点是函数图像由凹变凸或凸变凹的位置，其对应的二阶导数不存在。
这类问题通常需要根据导数和二阶导数的定义进行求解。
5. 求两条曲线的切点：已知两条曲线的函数表达式，求两条曲线的切点。
切点即为两条曲线上相同坐标的点，且两条曲线在该点处的切线重合。
这类问题需要将两条曲线的函数表达式联立求解。
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函数的切线问题一、基础知识：（一）与切线相关的定义1、切线的定义：在曲线的某点A 附近取点B ，并使B 沿曲线不断接近A 。
这样直线AB 的极限位置就是曲线在点A 的切线。
（1）此为切线的确切定义，一方面在图像上可定性的理解为直线刚好与曲线相碰，另一方面也可理解为一个动态的过程，让切点A 附近的点向A 不断接近，当与A 距离非常小时，观察直线AB 是否稳定在一个位置上（2）判断一条直线是否为曲线的切线，不再能用公共点的个数来判定。
例如函数3y x =在()1,1--处的切线，与曲线有两个公共点。
（3）在定义中，点B 不断接近A 包含两个方向，A 点右边的点向左接近，左边的点向右接近，只有无论从哪个方向接近，直线AB 的极限位置唯一时，这个极限位置才能够成为在点A 处的切线。
对于一个函数，并不能保证在每一个点处均有切线。
例如y x =在()0,0处，通过观察图像可知，当0x =左边的点向其无限接近时，割线的极限位置为y x =-，而当0x =右边的点向其无限接近时，割线的极限位置为y x =，两个不同的方向极限位置不相同，故y x =在()0,0处不含切线（4）由于点B 沿函数曲线不断向A 接近，所以若()f x 在A 处有切线，那么必须在A 点及其附近有定义（包括左边与右边）2、切线与导数：设函数()y f x =上点()()00,,A x f x ()f x 在A 附近有定义且附近的点()()00,B x x f x x +∆+∆，则割线AB 斜率为：()()()()()000000AB f x x f x f x x f x k x x x x +∆-+∆-==+∆-∆当B 无限接近A 时，即x ∆接近于零，∴直线AB 到达极限位置时的斜率表示为：()()000lim x f x x f x k x ∆→+∆-=∆, 即切线斜率，由导数定义可知：()()()'0000lim x f x x f x k f x x∆→+∆-==∆。
故()'0f x 为()f x 在()()00,A x f x 处切线的斜率。
这是导数的几何意义。
3、从导数的几何意义中可通过数形结合解释几类不含导数的点：（1）函数的边界点：此类点左侧（或右侧）的点不在定义域中，从而某一侧不含割线，也就无从谈起极限位置。
故切线不存在，导数不存在；与此类似还有分段函数如果不连续，则断开处的边界值也不存在导数（2）已知点与左右附近点的割线极限位置不相同，则不存在切线，故不存在导数。
例如前面例子y x =在()0,0处不存在导数。
此类情况多出现在单调区间变化的分界处，判断时只需选点向已知点左右靠近，观察极限位置是否相同即可（3）若在已知点处存在切线，但切线垂直x 轴，则其斜率不存在，在该点处导数也不存在。
例如：y =在()0,0处不可导综上所述：（1）-（3）所谈的点均不存在导数，而（1）（2）所谈的点不存在切线，（3）中的点存在切线，但没有导数。
由此可见：某点有导数则必有切线，有切线则未必有导数 。
（二）方法与技巧：1、求切线方程的方法：一点一方向可确定一条直线，在求切线时可考虑先求出切线的斜率（切点导数）与切点，在利用点斜式写出直线方程2、若函数的导函数可求，则求切线方程的核心要素为切点A 的横坐标0x ，因为0x 可“一点两代”，代入到原函数，即可得到切点的纵坐标()0f x ，代入到导函数中可得到切线的斜率()'0f x k =,从而一点一斜率，切线即可求。
所以在解切线问题时一定要盯住切点横坐标，千方百计的把它求解出来。
3、求切线的问题主要分为两大类，一类是切点已知，那么只需将切点横坐标代入到原函数与导函数中求出切点与斜率即可，另一类是切点未知，那么先要设出切点坐标()00,x y ,再考虑利用条件解出核心要素0x ，进而转化成第一类问题4、在解析几何中也学习了求切线的方法，即先设出切线方程，再与二次方程联立利用0∆=求出参数值进而解出切线方程。
解析几何中的曲线与函数同在坐标系下，所以两个方法可以互通。
若某函数的图像为圆锥曲线，二次曲线的一部分，则在求切线时可用解析的方法求解，例如：y =12⎛ ⎝⎭处的切线方程，则可考虑利用圆的切线的求法进行解决。
若圆锥曲线可用函数解析式表示，像焦点在y 轴的抛物线，可看作y 关于x 的函数，则在求切线时可利用导数进行快速求解（此方法也为解析几何中处理焦点在y 轴的抛物线切线问题的重要方法）5、在处理切线问题时要注意审清所给已知点是否为切点。
“在某点处的切线”意味着该点即为切点，而“过某点的切线”则意味着该点有可能是切点，有可能不是切点。
如果该点恰好在曲线上那就需要进行分类讨论了。
二、典型例题例1：求函数()()32x f x e x =-在1x =处的切线方程思路：本题切点已知，代入原函数求得函数值，代入导函数中求得切线斜率，进而利用点斜式求出切线方程解：()1f e = ∴切点坐标为()1,e()()()'33231x x x f x e x e x e =+-=+()'14f e ∴= ∴切线方程为：()4143y e e x y ex e -=-⇒=-小炼有话说：切点已知时求切线方程是切线问题中较简单的一类问题，体会切点分别代入到函数与导函数中所起到的作用，体会切点横坐标在切线问题中的关键作用例2：已知函数()ln 2f x x x =+，则：（1）在曲线()f x 上是否存在一点，在该点处的切线与直线420x y --=平行（2）在曲线()f x 上是否存在一点，在该点处的切线与直线30x y --=垂直 解： （1）思路：切点未知，考虑设切点坐标为()00,x y ，再利用平行条件求出0x ，进而求出切线方程设切点坐标为()00,x y ()'0012f x x ∴=+ 由切线与420x y --=平行可得： ()'00011242f x x x =+=⇒= 011ln 122y f ⎛⎫∴==+ ⎪⎝⎭∴切线方程为：11ln 244ln 212y x y x ⎛⎫-+=-⇒=-- ⎪⎝⎭ （2）思路：与（1）类似，切点未知，考虑设切点坐标为()00,x y ，有垂直关系可得切线斜率与已知直线斜率互为负倒数，列出方程求出0x ，进而求出切线方程 设切点坐标()00,x y ()'0012f x x ∴=+，直线30x y --=的斜率为1 ()'00011213f x x x ∴=+=-⇒=- 而()00,x ∈+∞ 013x ∴=-不在定义域中，舍去 ∴不存在一点，使得该点处的切线与直线30x y --=垂直小炼有话说：（1）求切线的关键要素为切点，进而若切点已知便直接使用，切线未知则需先设再求。
两直线平行与垂直关系与直线的斜率密切相关，进而成为解出切点横坐标的关键条件（2）在考虑函数问题时首先要找到函数的定义域。
在解出自变量的值或范围时也要验证其是否在定义域内例3：函数()2ln f x a x bx =-上一点()()2,2P f 处的切线方程为32ln22y x =-++，求,a b 的值思路：本题中求,a b 的值，考虑寻找两个等量条件进行求解，P 在直线32ln22y x =-++上，322ln222ln24y ∴=-⋅++=-，即()2=2ln24f -，得到,a b 的一个等量关系，在从切线斜率中得到2x =的导数值，进而得到,a b 的另一个等量关系，从而求出,a b解：P 在32ln22y x =-++上，()2322ln222ln24f ∴=-⋅++=- ()2ln242ln24f a b ∴=-=-又因为P 处的切线斜率为3- ()'2a f x bx x=- ()'2432a f b ∴=-=- ln 242ln 2421432a b a a b b -=-⎧=⎧⎪∴⇒⎨⎨=-=-⎩⎪⎩ 小炼有话说：（1）本题中切线体现了两个作用：①切点在切线上，进而可间接求出函数值；②切线的斜率即为切点导数值（2）一般来说，在求未知量的值题目中，未知量的个数与所用条件的个数相等。
在本题中确定,a b 两个未知量，从而想到寻找两个条件来解决问题。
例4：曲线x y e =在点()22,e 处的切线与坐标轴所围三角形的面积为（ ）A.2eB. 22eC. 24eD.22e 思路：()'xf x e = 由图像可得三角形的面积可用切线的横纵截距计算，进而先利用求出切线方程 ()'22f e ∴=所以切线方程为：()222y e e x -=-即220e x y e --=，与两坐标轴的交点坐标为()()21,00,e - 221122e S e ∴=⨯⨯= 答案：D小炼有话说：在平面直角坐标系中，我们研究的问题不仅有函数，还有解析几何。
所以在求面积等问题时也会用到解析几何的一些理念与方法。
例如求三角形面积要寻底找高，而选择底和高以计算简便为原则，优先使用点的坐标表示。
在本题中选择横纵截距来刻画三角形的两条直角边有助于简化计算。
例5：一点P 在曲线323y x x =-+上移动，设点P 处切线的倾斜角为α，则角α的取值范围是( )．A.0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦B.30,,24πππ⎡⎫⎡⎫⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭C.3,4ππ⎡⎫⎪⎢⎣⎭D.3,24ππ⎛⎤ ⎥⎝⎦ 思路：倾斜角的正切值即为切线的斜率，进而与导数联系起来。
'231y x =-，对于曲线上任意一点P ，斜率的范围即为导函数的值域：[)'2=311,y x -∈-+∞，所以倾斜角的范围是30,,24πππ⎡⎫⎡⎫⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭答案：B小炼有话说：（1）对于切线而言，其倾斜角，斜率，切点处的导数联系紧密：倾斜角的正切值为斜率，斜率即为切点的导数值。
（2）斜率范围到倾斜角范围的转化要注意一下两点：① 斜率化倾斜角时尽量用图像进行辅助，观察斜率变化时，倾斜角的变化程度。
② 直线倾斜角的范围为[)0,π 例6：求过点()2,8A ，且与曲线()3f x x =相切的直线方程思路：()2,8A 满足()f x ，但题目并没有说明A 是否为切点，所以要分A 是否为切点进行分类讨论。
当A 是切点时，易于求出切线方程，当A 不是切点时，切点未知，从而先设再求，设切点()00,x y ，切线斜率为k ，三个未知量需用三个条件求解：① ()00y f x =，②()'0k f x =，③00A Ay y k x x -=- 解：（1）当()2,8A 为切点时 ()'23f x x = ()'212f ∴= ∴切线方程为：()81221216y x y x -=-⇒=-（2）当()2,8A 不是切点时，设切点()00,P x y ()02x ≠，切线斜率为k 3002000382y x k x y k x ⎧⎪=⎪⎪∴=⎨⎪-⎪=-⎪⎩，消去0,k y 可得：32000832x x x -=- 而()()3200008224x x x x -=-++ 02x ≠∴方程等价于：2220000032420x x x x x =++⇒--= 解得：02x =（舍），01x =-01,3y k ∴=-= ∴切线方程为()13132y x y x +=+⇒=+综上所述：切线方程为1216y x =-或32y x =+小炼有话说：（1）由于在导数中利用极限的思想对切线进行了严格定义，即割线的极限位置是切线，从而不能局限的认为切线与曲线的公共点一定就是切点，存在一条直线与曲线相切于一点，并与曲线的另一部分相交于一点的情况，本题便是一个典型的例子（2）在已知一点求切线方程时，要注意切线斜率不仅可用切点的导数值来表示，也可以用已知点与切点来进行表示，进而增加可以使用的条件。