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2025届高中数学二轮复习 微专题6 切线与公切线问题(课件+练习)
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曲线的切线与公切线问题是高考考查的热点,一般单独考查,难度较小,也可与函数的单调性、极值、最值综合考查,难度较大.
2.(2024·新高考Ⅰ卷)若曲线y=ex+x在点(0,1)处的切线也是曲线y=ln(x+1)+a的切线,则a=________.
3.(2022·新高考Ⅰ卷)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是______________________.
(-∞,-4)∪(0,+∞)
4.(2022·新高考Ⅱ卷)曲线y=ln |x|过坐标原点的两条切线的方程为________,___________.
导数的几何意义(1)函数在某点的导数即曲线在该点处的切线的斜率.(2)曲线在某点的切线与曲线过某点的切线不同.(3)切点既在切线上,又在曲线上.
由y=ex-2+1,可得y′=ex-2,设切点坐标为(t,et-2+1),可得切线方程为y-(et-2+1)=et-2(x-t),把原点(0,0)代入切线方程,可得0-(et-2+1)=et-2(0-t),即(t-1)et-2=1,解得t=2,所以切线方程为y-(e0+1)=e0(x-2),即y=x.
求过某点的切线方程时(不论这个点在不在曲线上,这个点都不一定是切点),应先设切点的坐标,再根据切点的“一拖三”(切点的横坐标与斜率相关、切点在切线上、切点在曲线上)求切线方程.
(1)已知曲线y=xln x+ae-x在点x=1处的切线方程为2x-y+b=0,则b=A.-1 B.-2 C.-3 D.0
导数中的公切线问题,重点是导数的几何意义,通过双变量的处理,从而转化为零点问题,主要考查消元、转化、构造函数、数形结合能力以及数学运算素养.
考向1 切点相同的公切线问题
(2)已知曲线f(x)=x2-2m,g(x)=3ln x-x,若y=f(x)与y=g(x)在公共点处的切线相同,则m=A.-3 B.1 C.2 D.5
设曲线f(x)=x2-2m和g(x)=3ln x-x的公共点为(x0,y0),
因为函数f(x)=ln x与g(x)的图象关于直线y=x对称,所以f(x)=ln x与g(x)互为反函数,所以g(x)=ex,则g′(x)=ex.
考向2 切点不同的公切线问题
由h(x)=ex+1-1,得h′(x)=ex+1,设直线l与函数g(x)=ex的图象的切点坐标为(x1,ex1),与函数h(x)=ex+1-1的图象的切点坐标为(x2,ex2+1-1),则直线l的斜率k=ex1=ex2+1,故x1=x2+1,显然x1≠x2,
(2)(2024·湖北名校联考)若直线x+y+m=0是曲线f(x)=x3+nx-52与曲线g(x)=x2-3ln x的公切线,则m-n=A.-30 B.-25 C.26 D.28
求两条曲线的公切线,如果同时考虑两条曲线与直线相切,头绪会比较乱,为了使思路更清晰,一般是把两条曲线分开考虑,先分析其中一条曲线与直线相切,再分析另一条曲线与直线相切,直线与抛物线相切可用判别式法.
训练2 (1)已知函数f(x)=x2-4x+4,g(x)=x-1,则f(x)和g(x)的公切线的条数为A.3 B.2 C.1 D.0
(2)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__________________________.
1.(2024·开封模拟)已知函数f(x)=2x,则函数f(x)的图象在点(0,f(0))处的切线方程为A.x-y-1=0 B.x-y+1=0C.x·ln 2-y-1=0 D.x·ln 2-y+1=0
函数f(x)=2x,求导得f′(x)=2xln 2,则f′(0)=ln 2,而f(0)=1,所以所求切线方程为y-1=ln 2·(x-0),即x·ln 2-y+1=0.
2.(2024·茂名模拟)曲线f(x)=ex+ax在点(0,1)处的切线与直线y=2x平行,则a=A.-2 B.-1 C.1 D.2
因为曲线f(x)=ex+ax在点(0,1)处的切线与直线y=2x平行,故曲线f(x)=ex+ax在点(0,1)处的切线的斜率为2,因为f′(x)=ex+a,所以f′(0)=e0+a=1+a=2,所以a=1.
设切点为(x0,ln x0),
5.已知直线l为曲线y=x+1+ln x在A(1,2)处的切线,若l与曲线y=ax2+(a+2)x+1也相切,则a等于A.0 B.-4 C.4 D.0或4
则两切点重合,即f(a)=g(a),
9.已知函数f(x)=ex,则下列结论正确的是A.曲线y=f(x)的切线斜率可以是1B.曲线y=f(x)的切线斜率可以是-1C.过点(0,1)且与曲线y=f(x)相切的直线有且只有1条D.过点(0,0)且与曲线y=f(x)相切的直线有且只有2条
对于A,令f′(x)=ex=1,得x=0,所以曲线y=f(x)的切线斜率可以是1,故A正确;对于B,令f′(x)=ex=-1,无解,所以曲线y=f(x)的切线斜率不可以是-1,故B错误;
对于C,因为点(0,1)在曲线上,所以点(0,1)是切点,则f′(0)=1,所以切线方程为y-1=x,即y=x+1,所以过点(0,1)且与曲线y=f(x)相切的直线有且只有1条,故C正确;对于D,因为点(0,0)不在曲线上,所以设切点(x0,ex0),则切线方程为y-ex0=ex0(x-x0),因为点(0,0)在切线上, 所以ex0=x0ex0,解得x0=1,所以过点(0,0)且与曲线y=f(x)相切的直线有且只有1条,故D错误.
10.(2024·温州适考)若函数y=f(x)的图象上存在两个不同的点P,Q,使得f(x)的图象在这两点处的切线重合,则称函数y=f(x)为“切线重合函数”,下列函数中是“切线重合函数”的是A.f(x)=sin x+cs xB.f(x)=sin(cs x)C.f(x)=x+sin xD.f(x)=x2+sin x
当x=2kπ,k∈Z时,f′(x)=0,f(x)取得最大值sin 1,直线y=sin 1是函数图象的切线,且过点(2kπ,sin 1),k∈Z,故B正确;
显然当m∈(-4e-2,0)时,g(x)=-m有三个解,即有三条切线,n=3;当m=0时,g(x)=-m有一个解,即有且仅有一条切线,n=1;当m>0时,g(x)=-m无解,即不存在切线,不符合题意;当m=-4e-2时,g(x)=-m有两个解,即有两条切线,n=2;当m
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