2019年
由题意,可得Δ=2-4(a-aln x0)=0, 则a=4x(1-ln x0).
令f(x)=4x2(1-ln x)(x>0),则f′(x)=4x(1-2ln x),
易知,函数f(x)=4x2(1-ln x)在(0,)上是增函数,在(,+∞)上是减函数, 所以函数f(x)=4x2(1-ln x)的最大值是f()=2e, 则正实数a的取值范围是(0,2e]. 答案:(0,2e]
角度四:切线的综合应用
5.(2016·全国卷Ⅱ)已知函数f(x)=(x+1)ln x-a(x-1). (1)当a=4时,求曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程; (2)若当x∈(1,+∞)时,f(x)>0,求a的取值范围. 解:(1)f(x)的定义域为(0,+∞). 当a=4时,f(x)=(x+1)ln x-4(x-1),
f(1)=0,f′(x)=ln x+-3,f′(1)=-2.
故曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程为2x+y-2=0. (2)当x∈(1,+∞)时,f(x)>0等价于ln x->0. 设g(x)=ln x-,
则g′(x)=-=,g(1)=0. ①当a≤2,x∈(1,+∞)时,
x2+2(1-a)x+1≥x2-2x+1>0,
故g′(x)>0,
g(x)在(1,+∞)上单调递增,
因此g(x)>0;
②当a>2时,令g′(x)=0, 得x1=a-1-,x2=a-1+. 由x2>1和x1x2=1得x1<1, 故当x∈(1,x2)时,
2019年
g′(x)<0,g(x)在(1,x2)上单调递减,因此g(x)<0.
综上,a的取值范围是(-∞,2]. [方法技巧]
利用导数解决切线问题的方法
(1)已知切点A(x0,f(x0))求斜率k,即求该点处的导数值:k=f′(x0).
(2)已知斜率k,求切点A(x1,f(x1)),即解方程f′(x1)=k.
(3)已知过某点M(x1,f(x1))(不是切点)的切线斜率为k时,常需设出切点A(x0,
f(x0)),利用k=求解.
1.(2014·全国卷Ⅱ)设曲线y=ax-ln(x+1)在点(0,0)处的切线方程为y=2x,则a=( )
A.0 C.2 B.1 D.3
解析:选D y′=a-,由题意得y′x=0=2,即a-1=2,所以a=3. 2.(2017·全国卷Ⅰ)曲线y=x2+在点(1,2)处的切线方程为________. 解析:因为y′=2x-,所以在点(1,2)处的切线方程的斜率为y′|x=1=2×1-=1,所以切线方程为y-2=x-1,即x-y+1=0.
答案:x-y+1=0
3.(2016·全国卷Ⅱ)若直线y=kx+b是曲线y=ln x+2的切线,也是曲线y=ln(x+1)的切线,则b=________.
解析:y=ln x+2的切线方程为:
y=·x+ln x1+1(设切点横坐标为x1), y=ln(x+1)的切线方程为:
y=x+ln(x2+1)-(设切点的横坐标为x2),
11
=??x1x2+1,
∴???ln x1+1=ln
x2
x2+1-,
x2+1
解得x1=,x2=-,
2019年
∴b=ln x1+1=1-ln 2. 答案:1-ln 2
4.(2015·全国卷Ⅰ)已知函数f(x)=ax3+x+1的图象在点(1,f(1))处的切线过点(2,7),则a=________.
解析:∵f′(x)=3ax2+1, ∴f′(1)=3a+1.又f(1)=a+2,
∴切线方程为y-(a+2)=(3a+1)(x-1). ∵切线过点(2,7),
∴7-(a+2)=3a+1,解得a=1. 答案:1
5.(2015·全国卷Ⅱ)已知曲线y=x+ln x在点(1,1)处的切线与曲线y=ax2+(a+2)x+1相切,则a=________.
解析:∵y=x+ln x, ∴y′=1+,y′x=1=2.
∴曲线y=x+ln x在点(1,1)处的切线方程为
y-1=2(x-1),即y=2x-1.
∵y=2x-1与曲线y=ax2+(a+2)x+1相切,
∴a≠0(当a=0时曲线变为y=2x+1与已知直线平行). 由消去y,
得ax2+ax+2=0.
由Δ=a2-8a=0,解得a=8. 答案:8 一、选择题
1.设曲线y=在点处的切线与直线x-ay+1=0平行,则实数a等于( ) A.-1 B.2 C.-2 D.2
解析:选A ∵y′=,∴y′x==-1,由条件知=-1,∴a=-1.
1
2019年
2.(2018·衡水调研)曲线y=1-在点(-1,-1)处的切线方程为( )
A.y=2x+1 C.y=-2x-3 解析:选A ∵y=1-=,
B.y=2x-1 D.y=-2x-2
∴y′==,y′x=-1=2,
∴曲线在点(-1,-1)处的切线斜率为2, ∴所求切线方程为y+1=2(x+1), 即y=2x+1.
3.(2018·济南一模)已知曲线f(x)=ln x的切线经过原点,则此切线的斜率为( )
A.e C. B.-e D.-e
1
解析:选C 法一:∵f(x)=ln x,x∈(0,+∞), ∴f′(x)=.
设切点P(x0,ln x0),
则切线的斜率为k=f′(x0)==kOP=. ∴ln x0=1,∴x0=e,∴k==.
法二:(数形结合法):在同一坐标系下作出y=ln x及曲线y=ln x经过原点的切线,由图可知,切线的斜率为正,且小于1,故选C.
4.已知f(x)=ln x,g(x)=x2+mx+(m<0),直线l与函数f(x),g(x)的图象都相切,且与f(x)图象的切点为(1,f(1)),则m的值为( )
A.-1 C.-4 解析:选D ∵f′(x)=,
B.-3 D.-2
∴直线l的斜率为k=f′(1)=1. 又f(1)=0,
∴直线l的方程为y=x-1.
2019年
g′(x)=x+m,设直线l与g(x)的图象的切点为(x0,y0),
则有x0+m=1,y0=x0-1, 又因为y0=x+mx0+(m<0), 解得m=-2,故选D.
5.(2018·南昌二中模拟)设点P是曲线y=x3-x+上的任意一点,P点处切线倾斜角α的取值范围为( )
A.∪ C.∪ B.???
2π
,π?? 3?π
5π?? 6?
D.??2,?
解析:选C 因为y′=3x2-≥-,故切线斜率k≥-,所以切线倾斜角α的取值范围是∪.
6.已知曲线y=,则曲线的切线斜率取得最小值时的直线方程为( )
A.x+4y-2=0 C.4x+2y-1=0 B.x-4y+2=0 D.4x-2y-1=0
解析:选A y′==,因为ex>0,所以ex+≥2=2(当且仅当ex=,即x=0时取等号),则ex++2≥4,故y′=≥-(当x=0时取等号).当x=0时,曲线的切线斜率取得最大值,此时切点的坐标为,切线的方程为y-=-(x-0),即x+4y-2=0.故选A.
二、填空题
7.已知f(x)为偶函数,当x<0时,f(x)=ln(-x)+3x,则曲线y=f(x)在点(1,-3)处的切线方程是________.
解析:由题意,当x>0时,则-x<0,f(x)=f(-x)=ln x-3x,则f′(x)=-3,所以曲线y=f(x)在点(1,-3)处的切线的斜率f′(1)=-2,则切线方程为y-(-3)=-2(x-1),即2x+y+1=0.
答案:2x+y+1=0
8.曲线y=log2x在点(1,0)处的切线与坐标轴所围三角形的面积等于________. 解析:∵y′=,∴k=,
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