5.设a>0,f(x)=ax2+bx+c,曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处切线的倾斜角的取值范围为[0,],则P到曲线y=f(x)对称轴距离的取值范围为
A.[0,] B.[0,] C.[0,||] D.[0,||]
4.曲线上的点到直线的最短距离是 ( )
0
2.下列求导运算正确的是 ( )
3.,分别是定义在上的奇函数和偶函数,当时,,且,则不等式的解集是( ).
A.(-3,0)∪(3,+∞) B.(-3,0)∪(0,3)
C.(-∞,-3)∪(3,+∞) D.(-∞,-3)∪(0,3)
1.如果质点A按规律s=2t3运动,则在t=3 s时的瞬时加速度为
A.6 B.18 C.24 D.32
6.已知,函数。设,记曲线在点处的切线为。
(1)求的方程;
(2)设与轴交点为。
证明:①;
②若,则
[能力提升]
5.已知抛物线,过其上一点引抛物线的切线,使与两坐标轴在第一象限围成的三角形面积最小,求切线的方程.
例6.已知抛物线或,如果直线同时是和的切线,则称是和的公切线,公切线上两个切点之间的线段,称为公切线段。
(1)取什么值时和有且仅有一条公切线?写出此公切线的方程;
(2)若和有两条公切线,证明相应的两条公切线段互相平分。
[剖析]分别求曲线和的切线方程,由于和有且仅有一条公切线,从而列出方程组,求解的取值,进行得到公切线方程;而对于证明相应的两条公切线段互相平分的问题,只需要证明这两条切线的中点是同一点即可.
[解](1)函数的导数是,曲线在点处的切线方程为:,即 ①
函数的导数是,曲线在点处的切线方程为:
,即 ②
如果直线是过点和的公切线,则①②都是直线的方程,从而有
消去得方程,由,得.
此时,即点和重合.故当时,和有且仅有一条公切线,此公切线方程为.
(2)由(1)知,当时,和有两条公切线.设其中的一条公切线在和上的切点分别为,
则
即公切线段的中点是
同理可证,另一条公切线段的中点也是,所以公切线段和相互平分。
[警示]可以利用导数求曲线的切线方程,由于函数在处的导数表示曲线在点处切线的斜率,因此,曲线在点处的切线方程,可按如下方式求得:
第一,求出函数在处的导数,即曲线在点处切线的斜率;
第二,在已知切点坐标和切线斜率的条件下,求得切线方程;
如果曲线在点的切线平行于轴(此时导数不存在)时,由切线的定义可知,切线的方程为.
[变式训练]
4.已知曲线C:y=x3-3x2+2x,直线l:y=kx,且直线l与曲线C相切于点(x0,y0)(x0≠0),求直线l的方程及切点坐标.
例5.在曲线y=x3-x上有两个点O(0,0)、A(2,6),求弧OA上点P的坐标,使△AOP的面积最大.
[剖析]本题主要考查数形结合的数学思想及导数的几何意义.由于|OA|是定值,所以若将点P的位置转化到与曲线y=x3-x相切且与OA平行的位置,此时点P到|OA|的距离最大;也可设点,构造目标函数求最值.
[解]解法一:因为kOA=3,所以过弧OA上点P的直线的斜率k′=kOA=3.
所以k′=y′=3x2-1=3.所以3x2=4. 所以x=或x=- (舍去).
所以x=,y=,即P(,).
解法二:设P(a,a3-a),∵O(0,0)、A(2,6),∴直线OA的方程为3x-y=0.
点P到它的距离为d==|a3-4a|,
∵0<a<2,∴4a>a3.∴d= (4a-a3).
∵(d)′= (4-3a2),令4-3a2=0,得a=或a=-.
∵0<a<2,∴x=a=时取最大值,此时y=()3-=.
∴P(,).
[警示]利用导数求曲线的切线方程,几乎是新课程高考每年必考的内容,既有可能出现在选择、填空题中,也有可能出现在解答题中. 在这类问题中,导数所担负的任务是求出其切线的斜率,这类问题的核心部分是考查函数的思想方法与解析几何的基本思想。
[变式训练]
3.设,且,求实数的值。
例4.已知曲线.
(1) 求曲线在点处的切线方程;
(2)求曲线过点的切线方程。
[剖析]“该曲线过点的切线”与“该曲线在点处的切线方程”是有区别的:过点的切线中,点不一定是切点;在点处的切线中,点是切点。
[解](1)所求切线的斜率为,故所求的曲线的切线方程为即
(2)设曲线与过点的切线相切于点,则切线的斜率为,切线方程为,因为点在切线上,所以,解得或,故所求的切线的方程为:或
[警示](1)求函数图象上点处的切线方程的关键在于确定该点切线处的斜率,由导数的几何意义知,故当存在时,切线方程为求曲线的切线要注意“过点的切线”与“点处的切线”的差异.过点的切线中,点不一定是切点,点也不一定在已知曲线上;点处的切线,点是切点。
(2)要准确理解曲线切线的概念,①如直线与曲线公共点的个数不是切线的本质特征,一方面,直线与曲线只有一个公共点 直线是曲线的切线,例如:抛物线的对称轴与其抛物线有且仅有一个交点,但对称轴不是抛物线的切线;另一方面,直线是曲线的切线 直线与曲线有且仅有一个公共点,例如本题中曲线与其切线有两个公共点,又如曲线与其切线有无数个公共点!②曲线未必在其切线的“同侧”,例如直线虽然“穿过”曲线,但它却是曲线在点(0,0)处的切线。
(3)要深入体会切线定义中的运动变化思想:①两个不同的公共点两公共点无限接近两公共点重合(切点);②割线切线。
[变式训练]
2.求下列函数的导数
(1);(2);(3); (4); (5); (6)
例3.已知函数在处的导数值与函数值互为相反数,求的值。
[剖析]可先求出函数的导函数,然后根据条件建立关于的方程进行求解.
[解]由于 ,所以,又,
依题意得,即,,得。
[警示] 导数的运算是导数应用的前提,因步应熟练掌握导数的运算法则以及常见函数的求导公式,近几年的高考试题中,对于等函数导数的考查较为频繁,因此应掌握与这两个函数有关的导数运算.
[变式训练]
1.(1)已知函数在处可导,且,求;
(2)设求的值。
例2.求下列函数的导数
(1) (2) (3)
(4) (5) (6)
[剖析]本题不要考查导数的有关计算,助借于导数的计算公式及常见的初等函数的导数,可以容易求得。
[解](1) 解法一:,
解法二:
(2)
(3) ,
(4)
(5) .
(6)
[警示]复合函数的求导过程就是对复合函数由外层逐层向里求层.每次求导都针对最外层,直到求到最里层为止.所谓最里层是指已经可以直接引用基本导数公式进行求导的.
(2)求导时,先化简再求导是运算的基本方法,这样可以减少计算量.一般说来,分式函数求导,要先观察函数的结构特征,可否化为整式函数或较为简单的分式函数;对数函数的求导,可先化为和、差的形式;三角函数的求导,先利用三角函数公式转化为和或差的形式.
[变式训练]
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