例1.求过抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)上一点P(x0,y0)处的切线方程,并由此证实抛物线的光学性质。

分析:为求斜率,先求导函数:y'=2ax+b,故切线方程为y-y0=(2ax0+b)(x-x0)

即 y=(2ax0+b)x-ax+c,亦即y=(2ax0+b)x-ax+c.

 抛物线焦点:F(,),它关于切线的对称点之横坐标当x0,说明从焦点发出的光线射到(x0,y0)经抛物面反射后反射光线平行于对称轴,反之亦然。

 要求过曲线上一点处的切线方程,一般先求出该点的导数值(斜率),再用点斜式写出后化简,同时我们还可以据此写出该点处的法线方程。

解:显然,y0=ax+bx0+c

 y'=2ax+b  故在P点处切线斜率为2ax0+b,

 切线方程y-(ax+bx0+c)=(2ax0+b)(x-x0),

 亦即y=(2ax0+b)x-ax+c.

 由于y=ax2+bx+c按向量=平移即得到y=ax2,只须证明过其上一点(x0,ax)的切线l :y=2ax0x-ax 满足:焦点关于l的对称点为(m,n).

 当x0≠0时,消去n. 知 m=x0.

 当x0=0时,切线为y=0,F之对称点横坐标显然是0,

 故从焦点发出的光线射到(x0,ax)后被抛物面反射后的方程为x=x0(与对称轴平行);反之,与对称轴平行的光线被抛物面反射后必聚汇于焦点.

例2.求函数y=x4+x-2 图象上的点到直线y=x-4的距离的最小值及相应点的坐标.

分析:首先由得x4+2=0 知,两曲线无交点.

 y'=4x3+1,切线要与已知直线平行,须4x3+1=1,x=0.

 故切点:(0 , -2)

 一般地,当直线l与y=f(x)的图像无交点时,与l平行的切线与l间距离应为图像上点到l的 距离的最值,以最小值为例(如图)与l平行的 直线若与曲y=f(x)相交,(A为一交点),则l'与l间必存在y=f(x)上的点C,显然,C点到l的距离小于l与l'间的距离,亦即A到l的距离.

 当然,我的也可用参数直接考虑:设(x0,x+x0-2)为y=f(x)图象上任意一点,它到l的距离,故距离最小距离为

 上述等号当且仅当x=0时取得,故相应点坐标为(0,2)。

解:y'= 4x3+1,令4x3+1=1,x=0. 由此知过曲线上点(0,-2)的切线方程y=x+2 与已知直线平行,它到   已知直线距离最近,为.

例3.已知一直线l经过原点且与曲线y=x3-3x2+2x相切,试求直线l的方程。

分析: 设切点为(x0y0),则y0x03-3x02+2x0,由于直线l经过原点,故等式的两边同除以x0即得切线的斜率,再根据导数的几何意义求出曲线在点x0处的切线斜率,便可建立关于x0的方程。在两边同除以x0时,要注意对x0是否为0进行讨论。

解:设直线l:y=kx 。 ∵y'=3x2-6x+2, ∴y'|x=0=2,又∵直线与曲线均过原点,于是直线y=kx与曲线y=x3-3x2+2相切于原点时,k=2。

若直线与曲线切于点(x0,y0) (x0≠0),则k=,∵y0x03-3x02+2x0

=x02-3x0+2,

又∵k=y'|=3x02-6x0+2,

x02-3x0+2=3x02-6x0+2, ∴2x02-3x0=0,

x0≠0, ∴x0, ∴k=x02-3x0+2=-

故直线l的方程为y=2x或y=-x

例4.已知曲线及其上一点,过作C的切线与C的另一公共点为(不同于),过作C的切线与C的另一公共点为(不同于),…,得到C的一列切线,…,,…,相应的切点分别为,…,,…。

(1)求的坐标;

(2)设的角为,求之值。

解:(1)设,过作C的切线。

C在处的切线的方程为:,代入,并整理得

(舍去)或

由题意,从而,(n∈N*)

(2)的斜率

的斜率

例5.在直线轨迹上运行的一列火车,从刹车到停车这段时间内,测得刹车后t秒内列车前进的距离s=27t-0.45t2(单位是米),这列火车在刹车后几秒钟才停车?刹车后又运行了多少米?

解:当火车运行速度为0时,火车停车。

v=s'=(27t-0.45t2)'=27-0.9t

令27=0.9t=0,得t=30(秒),

则s=27×30-0.45×302=405(米),

故这列火车在刹车后30秒钟才停车,刹车后又运行了405米。

例6.求曲线y=在横坐标为x0的点处的切线方程,并求此曲线的切线被两坐标轴所截线段的最短长度。

分析:先根据导数的几何意义求出曲线在点x0处的切线方程,从而求出切线被两坐标轴所截线段,再用基本不等式求其最小值。

解:由导数的定义可得y /=-,则过()点的切线方程为,由此得切线在x轴与y轴上的交点分别为A(x0,0),B(0,)。

则|AB|2

∴|AB|≥,当且仅当,即x0=±时,等号成立。故最短长度为

例7.如图,已知圆心为O,半径为1的圆与直线l相切于点A,一动点P自切点A沿直线l向右移动时,取弧AC的长为

直线PC与直线AO交于点M。又知当AP=时,点P的速度

v,求这时点M的速度。(1984年·全国高考附加题)

分析: 设AP的长为x,AM的长为y,用x表示y,并用复合函数求导法则对时间t进行求导。

解:如图,作CD⊥AM,并设AP=x,AM=y,∠COA=θ,

由题意弧AC的长为,半径OC=1,可知θ=,考虑θ∈(0,π)。

∵△APM∽△DCM,∴

∵DM=y- (1-cos),DC=sin,∴

 ∴

上式两边对时间t进行求导,则

=

时,,代入上式得点M的速度

例8.已知在R上单调递增,记的三内角的对应边分别为,若时,不等式恒成立.

(Ⅰ)求实数的取值范围;

(Ⅱ)求角的取值范围;

   (Ⅲ)求实数的取值范围.

解:(1)由在R上单调递增,

恒成立,,即

  当,即时,

时,,即当时,能使在R上单调递增,

(2),由余弦定理:

(3)在R上单调递增,且

所以

,即,即,即

例9.已知函数在区间单调递增,在区间单调递减.

(Ⅰ)求a的值;

(Ⅱ)若点A(x0,f(x0))在函数f(x)的图象上,求证点A关于直线x=1的对称点B也在函数f(x)的图象上;

(Ⅲ)是否存在实数b,使得函数的图象与函数f(x)的图象恰有3个交点,若存在,请求出实数b的值;若不存在,试说明理由.

解:(Ⅰ)由函数单调递减,

(Ⅱ)

(Ⅲ)函数

 0  340068  340076  340082  340086  340092  340094  340098  340104  340106  340112  340118  340122  340124  340128  340134  340136  340142  340146  340148  340152  340154  340158  340160  340162  340163  340164  340166  340167  340168  340170  340172  340176  340178  340182  340184  340188  340194  340196  340202  340206  340208  340212  340218  340224  340226  340232  340236  340238  340244  340248  340254  340262  447090 

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