二、过三次函数图象上一点的切线
设点P 为三次函数)0()(23≠+++=a d cx bx ax x f 图象上任一点,则过点P 一定有直线与)(x f y =的图象相切。若点P 为三次函数图象的对称中心,则过点P 有且只有一条切线;若点P 不是三次函数图象的对称中心,则过点P 有两条不同的切线。
证明 设),(11y x P 过点P 的切线可以分为两类。
1 P 为切点 c bx ax x f k ++==12
11/123)(
切线方程为:))(23(11211x x c bx ax y y -++=-
2 P 不是切点,过P 点作)(x f y =图象的切线,切于另一点Q (22,y x ) 12122122313212122x x cx cx bx bx ax ax x x y y k --+-+-=--= c bx bx ax x ax ax +++++=212
12122
又Θ c bx ax x f k ++==2222/223)( (1) ∴ c bx bx ax x ax ax +++++21212122c bx ax ++=22
223 即0)2)((1212=++-a b x x x x ∴ a
b x x 22112--=代入(1)式 得
c a
b bx ax k +-+=421432
1212 讨论:当21k k =时,=++c bx ax 12
123c a b bx ax +-+421432
121
∴ a
b x 31-
=,也就是说, ∴ 当a
b x 31-=时,两切线重合,所以过点P 有且只有一条切线。 当a b x 31-≠时,21k k ≠,所以过点P 有两条不同的切线。 其切线方程为:))(23(112
11x x c bx ax y y -++=- ))(42143(12
1211x x c a b bx ax y y -+-+=- 由上可得下面结论:
过三次函数)0()(23≠+++=a d cx bx ax x f 上异于对称中心的任一点),(111y x P 作)(x f y =图象的切线,切于另一点),(222y x P ,过),(222y x P 作)(x f y =图象的切线切于),(333y x P ,如此继续,得到点列),(444y x P ----),(n n n y x P ----,则a
b x x n n 2211--=+,且当+∞→n 时,点趋近三次函数图象的对称中心。 证明 设过),(n n n y x P 与)(x f y =图象切于点),(111+++n n n y x P 的切线为1+n n P P ,
c bx bx ax x ax ax x x y y k n n n n n n n
n n n +++++=--=+++++1212111 又Θ c bx ax x f k n n n ++==+++1211/23)(
∴ c bx bx ax x ax ax n n n n n n ++++++++12121=c bx ax n n ++++12
123 即 0)2)((11=++-++a b x x x x n n n n ∴ a
b x x n n 2211--=+ 设)(211λλ+-=++n n x x 则a
b 3=λ ∴ 数列}3{a b x n +是公比为2
1-的等比数列, 11)21)(3(3--++-=n n a b x a b x 即 a
b x n n 3lim -
=∞→。 三、过三次函数图象外一点的切线
设点),(00y x P 为三次函数)0()(23≠+++=a d cx bx ax x f 图象外 一点,则过点P 一定有直线与)(x f y =图象相切。