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1、
導(dǎo)數(shù)的幾何意義在解題中的應(yīng)用
導(dǎo)數(shù)是研究函數(shù)增減、函數(shù)變化快慢、作曲線切線問題和求函數(shù)最值問題的最一般、最有效的工具.函數(shù)y=f(x)在點x0處的導(dǎo)數(shù)的幾何意義,就是曲線y=f(x)在點P(x0,f(x0))處的切線的斜率.下面我們運用導(dǎo)數(shù)的幾何意義解決具體的函數(shù)問題.
例1. 已知函數(shù)f(x)=x3-3x2+ax,x∈R,且曲線y=f(x)的切線的斜率的最小值為-1.
(1)求a的值;
(2)求f(x)在x=1處的切線方程;
(3)若直線l過原點,且與曲線y= f(x)相切,求直線l的斜率k的值.
【思路點撥】首先由“斜率的最小值為-1”求出解析式,再根據(jù)切線方程的求法列
2、方程,求出k的值.
【解】(1)∵=3(x-1)2+a-3
∴切線斜率的最小值為(1)=a-3=-1,∴a=2,
(2)∵(x)=3x2-6x+2,
∴曲線y=f(x)在x=1處的切線的斜率為(1)=-1,
∴切線方程為y=-1(x-1)+13-312+21,即y=-x+1.
(3)∵y=x3-3x2+2x,
∴=3x2-6x+2.
∴直線和曲線均過原點,
當原點是切點時,切線斜率k==2,
當原點不是切點時,設(shè)切點為P(x0,y0),其中x0≠0,則切線的斜率k=.
- 1 - / 3
綜上所述,k=2或.
【方法技巧】(1)需要準確理解在已知曲線上某點處的
3、切線的兩層含義:一是該點的導(dǎo)數(shù)值等于切線的斜率;二是該點坐標滿足已知曲線的方程.(2)當某點不在曲線上求過此點的切線問題時,要先設(shè)出切點坐標,利用導(dǎo)數(shù)幾何意義表示出切線方程,再把已知點代入切線方程,從而得出所求方程.(3)當不能確定曲線上的點(x0,f(x0))是否為切點時,要注意分(x0,f(x0)) 是切點和不是切點兩種情況進行討論.
例2.已知函數(shù)f(x)=lnx,g(x)=x2+a(a為常數(shù)),直線與函數(shù)f(x)、g(x)的圖象都相切,且與函數(shù)f(x)圖象的切點的橫坐標為1.求直線的方程及a的值.
【思路點撥】由直線與函數(shù)f(x)切點的橫坐標為1,可利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)f(x)在該點切
4、線的斜率,利用點斜式求出直線的方程;因為直線與函數(shù)g(x)的圖象相切,所以與g(x)有且只有一個公共點,此時可將直線代入g(x),通過Δ=0,求出a的值.
【解】由f′(x)|x=1=1,知kl=1,切點為(1,f(1)),即(1,0),所以直線的方程為y=x-1.
直線與y=g(x)的圖象相切,等價于方程組只有一解,即方程x2-x+(1+a)=0有兩個相等的實根,
∴Δ=1-4(1+a)=0.∴a=-.
【方法技巧】本題通過利用導(dǎo)數(shù)來求函數(shù)的切線、利用方程的思想判斷函數(shù)圖象與直線的交點問題,考查了學生的應(yīng)用能力及分析問題、解決問題的能力.
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