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新高考数学二轮复习 题型归纳演练专题3-1 利用导数解决切线(公切线)问题(2份打包,原卷版+解析版)
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TOC \ "1-1" \h \u \l "_Tc23412" PAGEREF _Tc23412 \h 1
\l "_Tc15308" 题型一:“在”型求切线 PAGEREF _Tc15308 \h 1
\l "_Tc32473" 题型二:“过”型求切线 PAGEREF _Tc32473 \h 5
\l "_Tc15585" 题型三:已知切线条数求参数 PAGEREF _Tc15585 \h 9
\l "_Tc4849" 题型四:判断切线条数 PAGEREF _Tc4849 \h 13
\l "_Tc12091" 题型五:公切线问题 PAGEREF _Tc12091 \h 16
\l "_Tc21020" 题型六:距离最小值 PAGEREF _Tc21020 \h 19
\l "_Tc18603" 题型七:等价转化为距离 PAGEREF _Tc18603 \h 23
\l "_Tc13332" PAGEREF _Tc13332 \h 27
题型一:“在”型求切线
【典型例题】
例题1.(2022·全国·高三专题练习)已知函数 SKIPIF 1 < 0 .曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
解:因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以切点为 SKIPIF 1 < 0 ,切线的斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
所以切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ;
故选:C
例题2.(2022·四川·雅安中学高二期中(文))已知函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上满足 SKIPIF 1 < 0 ,则曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【详解】∵函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上满足 SKIPIF 1 < 0 ,用 SKIPIF 1 < 0 替换 SKIPIF 1 < 0 得:
SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程是: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
故选:C.
【提分秘籍】
已知 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程步骤:①求 SKIPIF 1 < 0 ;
② SKIPIF 1 < 0
【变式演练】
1.(2022·四川省遂宁市教育局模拟预测(文))已知 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,且当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【详解】已知 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 为奇函数,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,因此 SKIPIF 1 < 0 ,
则x>0时, SKIPIF 1 < 0 ,
曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,
∴曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 ,即(1,0)处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
整理得 SKIPIF 1 < 0 ﹒
故选:C.
2.(2022·河南·模拟预测(理))已知函数 SKIPIF 1 < 0 的图象经过坐标原点,则曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】因为函数 SKIPIF 1 < 0 的图象经过坐标原点,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
所以所求切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 .
故选:A.
3.(2022·广东·佛山市南海区九江中学高二阶段练习)设函数 SKIPIF 1 < 0 ,则曲线 SKIPIF 1 < 0 在点(3,-6)处的切线方程为( )
A.y=9x+21B.y=-9x+19C.y=9x+19D.y=-9x+21
【答案】D
【详解】解:因为函数 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以切线的斜率为 SKIPIF 1 < 0 .
所以曲线 SKIPIF 1 < 0 在点(3,-6)处的切线方程为y+6=-9(x-3),
即y=-9x+21.
故选:D.
4.(2022·全国·高三专题练习(文))函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】依题意, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 ,于是有 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以所求切线方程为: SKIPIF 1 < 0 .
故选:A
题型二:“过”型求切线
【典型例题】
例题1.(2022·全国·高二课时练习)过点 SKIPIF 1 < 0 作曲线 SKIPIF 1 < 0 的切线,则切线方程为
A. SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】设切点为(m,m3-3m), SKIPIF 1 < 0 的导数为 SKIPIF 1 < 0 ,
可得切线斜率k=3m2-3,
由点斜式方程可得切线方程为y﹣m3+3m=(3m2-3)(x﹣m),
代入点 SKIPIF 1 < 0 可得﹣6﹣m3+3m=(3m2-3)(2﹣m),
解得m=0或m=3,
当m=0时,切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
当m=3时,切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
故选A.
例题2.(2022·内蒙古·阿拉善盟第一中学高二期末(文))已知曲线 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 相切于点 SKIPIF 1 < 0 ,则点 SKIPIF 1 < 0 的横坐标为______________.
【答案】0或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
过点 SKIPIF 1 < 0 的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
代入点 SKIPIF 1 < 0 的坐标有 SKIPIF 1 < 0 ,
整理为 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
故答案为:0或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【提分秘籍】
函数 SKIPIF 1 < 0 图象过点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程:①设切线坐标 SKIPIF 1 < 0 ,②求出切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,③代入 SKIPIF 1 < 0 求得 SKIPIF 1 < 0 ,从而得切线方程.
【变式演练】
1.(2022·山西太原·高三阶段练习)若过点 SKIPIF 1 < 0 的直线与函数 SKIPIF 1 < 0 的图象相切,则所有可能的切点横坐标之和为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【详解】因为函数 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
设切点为 SKIPIF 1 < 0 ,则切线方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
将点 SKIPIF 1 < 0 代入得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
所以切点横坐标之和为 SKIPIF 1 < 0
故选:D.
2.(2022·全国·高三专题练习)过点 SKIPIF 1 < 0 作曲线 SKIPIF 1 < 0 的切线,则切线方程为
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
设切点为 SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
∵切线过点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴−ex0=ex0(e−x0),
解得: SKIPIF 1 < 0 .
∴切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,整理得: SKIPIF 1 < 0 .
故选C..
3.(2022·河南省淮阳中学高三阶段练习(文))已知 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 作曲线 SKIPIF 1 < 0 的切线,切点在第一象限,则切线的斜率为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【详解】解:由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
设切点坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,则切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
把点 SKIPIF 1 < 0 代入并整理,得 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去),
故切线斜率为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:C.
4.(2022·陕西安康·高三期末(理))曲线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 的切线方程是___________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】由题意可得点 SKIPIF 1 < 0 不在曲线 SKIPIF 1 < 0 上,
设切点为 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,
∴所求切线的斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
因为点 SKIPIF 1 < 0 是切点,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,且 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 有唯一解 SKIPIF 1 < 0 ,
则所求切线的斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
故所求切线方程为 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
题型三:已知切线条数求参数
【典型例题】
例题1.(2022·河南·安阳一中高三阶段练习(理))已知函数 SKIPIF 1 < 0 ,若过点 SKIPIF 1 < 0 可以作出三条直线与曲线 SKIPIF 1 < 0 相切,则 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【分析】设切点坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,利用导数的几何意义求得切线斜率,由直线过 SKIPIF 1 < 0 得关于 SKIPIF 1 < 0 的方程,此方程有3个不等的实根,方程转化为 SKIPIF 1 < 0 ,是三次方程,它有3个解,则其极大值与极小值异号,由此可得 SKIPIF 1 < 0 的范围.
【详解】设切点坐标 SKIPIF 1 < 0 曲线 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处的切线斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 切线过点 SKIPIF 1 < 0 切线斜率为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
∵过点 SKIPIF 1 < 0 可作曲线 SKIPIF 1 < 0 的三条切线, SKIPIF 1 < 0 方程 SKIPIF 1 < 0 有3个解.
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 图象与 SKIPIF 1 < 0 轴有3个交点, SKIPIF 1 < 0 的极大值与极小值异号, SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 或2,
SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 及 SKIPIF 1 < 0 上递增,在 SKIPIF 1 < 0 上递减, SKIPIF 1 < 0 是极大值, SKIPIF 1 < 0 是极小值,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:D.
例题2.(2022·全国·益阳平高学校高二期末)若过点 SKIPIF 1 < 0 可作曲线 SKIPIF 1 < 0 三条切线,则( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【分析】设切点为 SKIPIF 1 < 0 ,根据导数的几何意义写出切线的方程,代入点 SKIPIF 1 < 0 ,转化为方程有3个根,构造函数 SKIPIF 1 < 0 ,利用导数可知函数的极值,根据题意列出不等式组求解即可.
【详解】设切点为 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,故切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 在切线上,所以代入切线方程得 SKIPIF 1 < 0 ,
则关于t的方程有三个不同的实数根,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
所以当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为增函数,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为减函数,
且 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
所以只需 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0
故选:A
【提分秘籍】
过点 SKIPIF 1 < 0 可做函数 SKIPIF 1 < 0 的一条(或两条或三条)切线问题步骤:
①设切点 SKIPIF 1 < 0 ,求斜率 SKIPIF 1 < 0 ②求切线 SKIPIF 1 < 0 ③将点 SKIPIF 1 < 0 代入切线 SKIPIF 1 < 0 方程中得 SKIPIF 1 < 0 ④则问题转化为关于 SKIPIF 1 < 0 的方程 SKIPIF 1 < 0 就有几个解⑤转化为交点问题或极值问题求解.
【变式演练】
1.(2022·浙江大学附属中学高三期中)若过 SKIPIF 1 < 0 可做 SKIPIF 1 < 0 的两条切线,则( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】设切点为 SKIPIF 1 < 0 ,切线的斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
则切线方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
把点 SKIPIF 1 < 0 代入可得 SKIPIF 1 < 0 ,
化为: SKIPIF 1 < 0 ,则此方程有大于0的两个实数根.
则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:A.
2.(2022·辽宁·高二期末)若过点 SKIPIF 1 < 0 可以作曲线 SKIPIF 1 < 0 的两条切线,则( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【详解】
设切点坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,由于 SKIPIF 1 < 0 ,因此切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,又切线过点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,函数定义域是 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 有两个不同的交点, SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立, SKIPIF 1 < 0 在定义域内单调递增,不合题意;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减,
SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增,所以 SKIPIF 1 < 0 ,结合图像知 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
故选:D.
3.(2022·河南·马店第一高级中学高二期中(文))已知函数 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 可作曲线 SKIPIF 1 < 0 的三条切线,则实数m的取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【详解】解:设切点为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以切线的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为切线过点 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 取得极大值 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 取得极大小值 SKIPIF 1 < 0 ,
因为过点 SKIPIF 1 < 0 可作曲线 SKIPIF 1 < 0 的三条切线,
所以方程 SKIPIF 1 < 0 有3个解,
则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:D
题型四:判断切线条数
【典型例题】
例题1.(2022·安徽蚌埠·模拟预测(理))已知函数 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 作曲线 SKIPIF 1 < 0 的切线,则可作切线的最多条数是______.
【答案】3
【详解】∵点 SKIPIF 1 < 0 不在函数 SKIPIF 1 < 0 的图象上,∴点 SKIPIF 1 < 0 不是切点,
设切点为 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 ),
由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
则切线的斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,故切线有3条.
故答案为:3.
【提分秘籍】
过点 SKIPIF 1 < 0 可做函数 SKIPIF 1 < 0 的几条切线问题步骤:
①设切点 SKIPIF 1 < 0 ,求斜率 SKIPIF 1 < 0 ②求切线 SKIPIF 1 < 0 ③将点 SKIPIF 1 < 0 代入切线 SKIPIF 1 < 0 方程中得 SKIPIF 1 < 0 ④解出 SKIPIF 1 < 0 即可判断切线为几条.
【变式演练】
1.(2022·全国·模拟预测(理))过点 SKIPIF 1 < 0 作曲线 SKIPIF 1 < 0 的切线,当 SKIPIF 1 < 0 时,切线的条数是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【详解】设切点为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 切线斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 切线方程为: SKIPIF 1 < 0 ;
又切线过 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ;
SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 恒成立,可得 SKIPIF 1 < 0 图象如下图所示,
则当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 有三个不同的交点,
即当 SKIPIF 1 < 0 时,方程 SKIPIF 1 < 0 有三个不同的解, SKIPIF 1 < 0 切线的条数为 SKIPIF 1 < 0 条.
故选:D.
2.(2022·全国·高三专题练习)已知函数 SKIPIF 1 < 0 ,则过点 SKIPIF 1 < 0 可作曲线 SKIPIF 1 < 0 的切线的条数为( )
A.0B.1C.2D.3
【答案】C
【详解】解:因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
设切点为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以在切点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 在切线上,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
整理得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
所以过点 SKIPIF 1 < 0 可作曲线 SKIPIF 1 < 0 的切线的条数为2.
故选:C.
题型五:公切线问题
【典型例题】
例题1.(2022·湖北·仙桃市田家炳实验高级中学高三阶段练习)若直线 SKIPIF 1 < 0 是曲线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的公切线,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【分析】设直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的图象相切于点 SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 的图象相切于点 SKIPIF 1 < 0 ,求出 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,由点 SKIPIF 1 < 0 、点 SKIPIF 1 < 0 在切线上,得切线方程,进而即得.
【详解】设直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的图象相切于点 SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 的图象相切于点 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由点 SKIPIF 1 < 0 在切线上,得切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ;
由点 SKIPIF 1 < 0 在切线上,得切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B.
例题2.(2022·浙江金华·高三阶段练习)若直线 SKIPIF 1 < 0 是曲线 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的公切线,则实数 SKIPIF 1 < 0 的值是___________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【分析】设直线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 分别相切于点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,利用导数求出曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程,以及曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程,可得出关于 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的方程组,解出这两个量的值,即可求得 SKIPIF 1 < 0 的值.
【详解】设直线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 分别相切于点 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,
对函数 SKIPIF 1 < 0 求导得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
对函数 SKIPIF 1 < 0 求导得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,化简可得 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【提分秘籍】
SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的公切线问题:
①设 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 相切的切点为 SKIPIF 1 < 0 则,求出切线方程 SKIPIF 1 < 0
②设 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 相切的切点为 SKIPIF 1 < 0 则,求出切线方程 SKIPIF 1 < 0
③联立两切线求解.
【变式演练】
1.(2022·重庆市育才中学高三阶段练习)若直线 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 )为曲线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 的公切线,则l的纵截距 SKIPIF 1 < 0 ( )
A.0B.1C.eD. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【详解】设l与 SKIPIF 1 < 0 的切点为 SKIPIF 1 < 0 ,则由 SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 .
同理,设l与 SKIPIF 1 < 0 的切点为 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 .
故 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 则 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
因 SKIPIF 1 < 0 ,所以l为 SKIPIF 1 < 0 时不成立.故 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:D.
2.(2022·湖南·长沙一中高三开学考试)若直线l: SKIPIF 1 < 0 为曲线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 的公切线(其中 SKIPIF 1 < 0 为自然对数的底数, SKIPIF 1 < 0 ),则实数b=___________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ## SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
【详解】根据切线方程的求解,联立方程即可解得切点,进而可求 SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的切点为 SKIPIF 1 < 0 ,则由 SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 .同理,设 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的切点为 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 .
故 SKIPIF 1 < 0 由①式两边同时取对数得: SKIPIF 1 < 0 ,将③代入②中可得: SKIPIF 1 < 0 ,进而解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
则 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
故 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
题型六:距离最小值
【典型例题】
例题1.(2022·江苏·镇江市实验高级中学高二期中)若点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别是函数 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 图象上的动点(其中 SKIPIF 1 < 0 是自然对数的底数),则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D.17
【答案】A
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
令 SKIPIF 1 < 0 且当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
设与 SKIPIF 1 < 0 平行且与 SKIPIF 1 < 0 相切的直线与 SKIPIF 1 < 0 切于 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
则 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:A.
【提分秘籍】
本例中设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设与 SKIPIF 1 < 0 平行且与 SKIPIF 1 < 0 相切的直线与 SKIPIF 1 < 0 切于 SKIPIF 1 < 0 ,由导数的几何意义可求出点 SKIPIF 1 < 0 的坐标,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值转化为点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离
【变式演练】
1.(2022·浙江省杭州第二中学高三阶段练习)已知点P在函数 SKIPIF 1 < 0 的图像上,点Q是在直线 SKIPIF 1 < 0 上,记 SKIPIF 1 < 0 ,则( )
A.M有最小值 SKIPIF 1 < 0 B.当M取最小值时,点Q的横坐标是 SKIPIF 1 < 0
C.M有最小值 SKIPIF 1 < 0 D.当M取最小值时,点Q的横坐标是 SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【详解】将 SKIPIF 1 < 0 化为 SKIPIF 1 < 0 ,
即直线l的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴当M最小时,点P的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
此时点P到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以M的最小值为 SKIPIF 1 < 0 ;
过点P且垂直于 SKIPIF 1 < 0 的直线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
即点Q的横坐标为 SKIPIF 1 < 0 .
故选D
2.(2022·江苏·苏州市苏州高新区第一中学高二期中)直线 SKIPIF 1 < 0 分别与曲线 SKIPIF 1 < 0 , 直线 SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 两点, 则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【详解】由题,设 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 的倾斜角为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 最小即 SKIPIF 1 < 0 最小,即为当过点 SKIPIF 1 < 0 处的切线与直线 SKIPIF 1 < 0 平行时最小,
由曲线 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,所以切点为 SKIPIF 1 < 0 ,
可求得点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离最小值为 SKIPIF 1 < 0
故 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:C
3.(2022·全国·高二专题练习)点A是曲线 SKIPIF 1 < 0 上任意一点,则点A到直线 SKIPIF 1 < 0 的最小距离为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】不妨设 SKIPIF 1 < 0 ,定义域为: SKIPIF 1 < 0
对 SKIPIF 1 < 0 求导可得: SKIPIF 1 < 0
令 SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0 (其中 SKIPIF 1 < 0 舍去)
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则此时该点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为最小
根据点到直线的距离公式可得: SKIPIF 1 < 0
解得: SKIPIF 1 < 0
故选:A
4.(2022·四川省宜宾市第四中学校高三阶段练习(文))已知点 SKIPIF 1 < 0 是函数 SKIPIF 1 < 0 图象上的点,点 SKIPIF 1 < 0 是直线 SKIPIF 1 < 0 上的点,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】当与直线 SKIPIF 1 < 0 平行的直线与 SKIPIF 1 < 0 的图象相切时,切点到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去),
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以切点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离即为 SKIPIF 1 < 0 的最小值,
即 SKIPIF 1 < 0 .
故选:A.
题型七:等价转化为距离
【典型例题】
例题1.(2022·河南南阳·高二阶段练习(理))已知 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【详解】 SKIPIF 1 < 0 表示点 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 之间的距离的平方;
SKIPIF 1 < 0 点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的最小值即为 SKIPIF 1 < 0 上的点与 SKIPIF 1 < 0 上的点的距离的平方的最小值;
SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 平行的曲线 SKIPIF 1 < 0 的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 且切点为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 上的点与 SKIPIF 1 < 0 上的点的最短距离为点 SKIPIF 1 < 0 到 SKIPIF 1 < 0 的距离,
即最短距离 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B.
【提分秘籍】
在本例中根据几何意义可知 SKIPIF 1 < 0 表示点 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 之间的距离的平方,根据点 SKIPIF 1 < 0 的轨迹方程,可将问题转化为 SKIPIF 1 < 0 上的点与 SKIPIF 1 < 0 上的点的距离的平方的最小值的求解;利用导数可求得与 SKIPIF 1 < 0 平行的曲线的切线及切点,可知所求最小值即为切点到直线 SKIPIF 1 < 0 距离平方的最小值,利用点到直线距离公式可求得结果.
【变式演练】
1.(2022·全国·高三专题练习)已知实数a,b,c,d满足: SKIPIF 1 < 0 ,其中e是自然对数的底数,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值是( )
A.7B.8C.9D.10
【答案】B
【详解】因为实数a,b,c,d满足: SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
所以点 SKIPIF 1 < 0 在曲线 SKIPIF 1 < 0 上,点 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上.
所以 SKIPIF 1 < 0 的几何意义就是曲线 SKIPIF 1 < 0 上的任一点到 SKIPIF 1 < 0 上的任一点的距离的平方.
由几何意义可知,当 SKIPIF 1 < 0 的某一条切线与 SKIPIF 1 < 0 平行时,两平行线间距离最小.
设 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线与 SKIPIF 1 < 0 平行,则有:
SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,即切点为 SKIPIF 1 < 0 .
此时 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 就是两曲线间距离的最小值,
所以 SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B
2.(2022·江西·金溪一中高三阶段练习(理))已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的最小值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B.2C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【详解】 SKIPIF 1 < 0 可以转化为: SKIPIF 1 < 0 是函数 SKIPIF 1 < 0 图象上的点, SKIPIF 1 < 0 是函数 SKIPIF 1 < 0 上的点, SKIPIF 1 < 0 .
当与直线 SKIPIF 1 < 0 平行且与 SKIPIF 1 < 0 的图象相切时,切点到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,(舍去),又 SKIPIF 1 < 0 ,
所以切点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离即为 SKIPIF 1 < 0 的最小值.
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B.
3.(2022·全国·高三专题练习)若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【详解】解:由已知可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 的最小值即为曲线 SKIPIF 1 < 0 的点到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离最小值的平方,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
曲线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 平行的切线相切于 SKIPIF 1 < 0 ,
则所求距离的最小值为点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离的平方,即 SKIPIF 1 < 0 .
故选:D.
4.(2022·全国·高三专题练习)已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
点 SKIPIF 1 < 0 在函数 SKIPIF 1 < 0 上,点 SKIPIF 1 < 0 在函数 SKIPIF 1 < 0 上,
SKIPIF 1 < 0 表示曲线 SKIPIF 1 < 0 上点 SKIPIF 1 < 0 到直线 SKIPIF 1 < 0 的点 SKIPIF 1 < 0 距离.
由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,与直线 SKIPIF 1 < 0 平行的直线的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,所以切点的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,
切点到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离 SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B
5.(2022·重庆市万州第二高级中学高二阶段练习)在平面直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 中,已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为( )
A.9B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的最小值转化为: SKIPIF 1 < 0 上的点与 SKIPIF 1 < 0 上的点的距离的平方的最小值,
由 SKIPIF 1 < 0 ,得: SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 平行的直线的斜率为1,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍 SKIPIF 1 < 0 ,可得切点为 SKIPIF 1 < 0 ,
切点到直线 SKIPIF 1 < 0 之间的距离的平方,即为 SKIPIF 1 < 0 的最小值,
SKIPIF 1 < 0 的最小值为: SKIPIF 1 < 0 .
故选:B.
一、单选题
1.(2023·江西·贵溪市实验中学高三阶段练习(理))曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,
所以切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
故选:A.
2.(2022·湖北·枣阳一中高三期中)已知函数 SKIPIF 1 < 0 的图像在 SKIPIF 1 < 0 处的切线过点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B.2C.3D.4
【答案】B
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则函数在 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 代入切线方程可得 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B
3.(2022·四川绵阳·一模(理))已知直线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 既是曲线 SKIPIF 1 < 0 的切线,又是曲线 SKIPIF 1 < 0 的切线,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A.0B. SKIPIF 1 < 0 C.0或 SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【详解】 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设切点分别为 SKIPIF 1 < 0 ,
则曲线 SKIPIF 1 < 0 的切线方程为: SKIPIF 1 < 0 ,化简得, SKIPIF 1 < 0 ,
曲线 SKIPIF 1 < 0 的切线方程为: SKIPIF 1 < 0 ,化简得, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,
解得 SKIPIF 1 < 0 e或 SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 e,切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 ,切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
故 SKIPIF 1 < 0 的取值为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
故选:D
4.(2022·河南南阳·高三期中(理))若函数 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则实数 SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【详解】解:因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ;
故选:B
5.(2022·安徽·砀山中学高三阶段练习)若函数 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的图象存在公共切线,则实数a的最大值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【详解】由题意得, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
设公切线与 SKIPIF 1 < 0 的图象切于点 SKIPIF 1 < 0 ,
与 SKIPIF 1 < 0 的图象切于点 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴实数a的最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:A.
6.(2022·江苏南通·高三期中)已知直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 是曲线 SKIPIF 1 < 0 的两条切线,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C.4D.无法确定
【答案】A
【详解】解:由已知得,曲线的切线过 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 时,曲线为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 在曲线上的切点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
切线: SKIPIF 1 < 0 ,又切线过 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
同理取 SKIPIF 1 < 0 ,曲线为 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 在曲线上的切点为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
切线: SKIPIF 1 < 0 ,又切线过 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
故选:A
7.(2022·山西太原·高三期中)若曲线 SKIPIF 1 < 0 和y=x2+mx+1有公切线,则实数m=( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C.1D.-1
【答案】A
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
曲线 SKIPIF 1 < 0 与切线相切于 SKIPIF 1 < 0 ,
则切线方程为: SKIPIF 1 < 0 ①
因为切线与y=x2+mx+1②相切,
联立①②:x2+mx+1= SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
则有 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:A
8.(2022·江西赣州·高三阶段练习(理))已知曲线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的两条公切线所成角的正切值为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A.2B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【详解】因为 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 互为反函数,故图像关于 SKIPIF 1 < 0 对称,
设一条切线与两个函数图像分别切于 SKIPIF 1 < 0 两点,且两条切线交点为 SKIPIF 1 < 0 ,
如图,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或-3(舍去),
故 SKIPIF 1 < 0 ,易求得曲线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为2的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
故曲线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为2的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 的斜率为2的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,故曲线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为2的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .故A,B,D错误.
故选:C.
9.(2022·辽宁·东北育才双语学校一模)已知直线 SKIPIF 1 < 0 是曲线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 的一条公切线,直线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 相切于点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 满足的关系式为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【详解】记 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,记 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,设直线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 相切于点 SKIPIF 1 < 0 ,由于 SKIPIF 1 < 0 是公切线,故可得 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 化简得 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:C
10.(2022·辽宁·东北育才学校高三阶段练习)已知直线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别交于点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C.1D.e
【答案】B
【详解】解:设与直线 SKIPIF 1 < 0 垂直,且与 SKIPIF 1 < 0 相切的直线为 SKIPIF 1 < 0 ,
设与直线 SKIPIF 1 < 0 垂直,且与 SKIPIF 1 < 0 相切的直线为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的切点为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
设直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的切点为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
此时 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,当直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 重合时, SKIPIF 1 < 0 最小,最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B
11.(2022·浙江·高三开学考试)已知函数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线上的一个动点, SKIPIF 1 < 0 为圆 SKIPIF 1 < 0 上的一个动点,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【详解】因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,故圆心到直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:D
12.(2022·广西河池·高二阶段练习(理))平面直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 中,已知 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值为( )
A.1B.2C. SKIPIF 1 < 0 D.4
【答案】C
【详解】根据条件得到 SKIPIF 1 < 0 表示的是曲线 SKIPIF 1 < 0 上两点的距离的平方.
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 .
∴曲线 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即: SKIPIF 1 < 0 .
直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:C.
二、多选题
13.(2022·湖南省临澧县第一中学高三阶段练习)已知过点 SKIPIF 1 < 0 作曲线 SKIPIF 1 < 0 的切线有且仅有1条,则 SKIPIF 1 < 0 的可能取值为( )
A.-5B.-3C.-1D.1
【答案】AC
【详解】由已知得 SKIPIF 1 < 0 ,则切线斜率 SKIPIF 1 < 0 ,切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
直线过点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,
切线有且仅有 SKIPIF 1 < 0 条,即 SKIPIF 1 < 0 ,化简得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
故选:AC.
三、填空题
14.(2022·浙江杭州·高三期中)已知 SKIPIF 1 < 0 ,过点 SKIPIF 1 < 0 可作曲线 SKIPIF 1 < 0 的三条切线,则 SKIPIF 1 < 0 的范围是________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【详解】设切点坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,所以切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,将 SKIPIF 1 < 0 代入切线方程,得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 为方程 SKIPIF 1 < 0 的解,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
所以当 SKIPIF 1 < 0 时,函数 SKIPIF 1 < 0 取极小值,极小值为 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时,函数 SKIPIF 1 < 0 取极大值,极大值为 SKIPIF 1 < 0 ,因为过点 SKIPIF 1 < 0 可作曲线 SKIPIF 1 < 0 的三条切线,所以方程 SKIPIF 1 < 0 有三个不同的解, SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的图像有三个不同的交点, 所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 的范围是 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
15.(2022·湖南·长沙一中高三阶段练习)若曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线与曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线重合,则 SKIPIF 1 < 0 ___________.
【答案】0
【详解】解:由切点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
由切点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
由题知:两条直线是同一条直线,
则: SKIPIF 1 < 0 ,
化简得: SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 .
故答案为:0.
16.(2022·广东·肇庆市外国语学校模拟预测)已知曲线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 有相同的切线,则这条切线的斜率为___________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0 ##0.5
【详解】设曲线 SKIPIF 1 < 0 与曲线 SKIPIF 1 < 0 的切点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以切线为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即这条切线的斜率为 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
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