3.1.3 导数的几何意义
1.理解函数y=f(x)在点(x0,y0)处的导数与函数y=f(x)图象在点(x0,y0)处的切线的斜率间的关系,掌握导数的几何意义. 2.已知函数解析式,会求函数在点(x0,y0)处切线的斜率,能求过点(x0,y0)的切线的方程.
1.根据导数的几何意义,求函数在点(x0,y0)处的切线的方程.(重点) 2.准确理解在某点处与过某点处的切线方程.(易混点)
1.平面几何中我们是怎样判断直线是否是圆的割线或切线的呢?
2.如图,直线l1是曲线C的切线吗?l2呢?
3.设函数y=f(x)的图象如图所示,AB是过点A(x0,f(x0))与点B(x0+Δx,f(x0+Δx))的一条割线,当点B沿曲线趋近于A时,割线AB的斜率kAB与曲线在点A处的切线的斜率k之间有什么关系?与f′(x0)有什么关系?
1.导数的几何意义 (1)割线斜率与切线斜率
切线 f′(x0)
(2)导数的几何意义 函数y=f(x)在点x0处的导数的几何意义是曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的 .也就是说,曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线的斜率是 .相应地,切线方程为 . 斜率 f′(x0) y-f(x0)=f′(x0)(x-x0)
1.设f′(x0)=0,则曲线y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线( ) A.不存在 B.与x轴平行或重合 C.与x轴垂直 D.与x轴斜交 答案: B
2.已知曲线y=2x2上一点A(2,8),则A处的切线斜率为( ) A.4 B.16 C.8 D.2 答案: C
3.曲线y=2x2+1在点P(-1,3)处的切线方程为________. 答案: 4x+y+1=0
4.已知曲线y=3x2,求在点A(1,3)处的曲线的切线方程.
[策略点睛]
[题后感悟] (1)已知曲线的切点P(x0,y0),怎样求曲线的切线方程? ①求出函数y=f(x)在点x0处的导数f′(x0),得切线的斜率k=f′(x0); ②根据直线的点斜式方程,得切线方程为y-y0=f′(x0)(x-x0).
(2)注意事项 ①求曲线的切线要注意“过点P的切线”与“在点P处的切线”的差异.过点P的切线,点P不一定是切点,也不一定在曲线上;在点P处的切线,点P必为切点,且在曲线上; ②若曲线y=f(x)在点x0处的导数f′(x0)不存在,则切线与y轴平行或不存在;若f′(x0)=0,则切线与x轴平行.
1.求曲线y=f(x)=x3+2x-1在点P(1,2)处的切线方程. 由y=x3+2x-1得 Δy=(x+Δx)3+2(x+Δx)-1-x3-2x+1 =(3x2+2)Δx+3x·(Δx)2+(Δx)3.
求过点(1,-1)与曲线y=x3-2x相切的直线方程.
[题后感悟] (1)求曲线的切线方程的类型:
(2)求过点P与曲线相切的直线方程的步骤:
2.已知曲线y=3x2,求过点B(1,-9)的曲线的切线方程.
在曲线y=x2上哪一点处的切线,满足下列条件: (2)垂直于直线2x-6y+5=0; (3)与x轴成135°的倾斜角. 分别求出该点的坐标.
[题后感悟] 解决此类问题,关键是利用导数的几何意义求出过切点的切线的斜率,结合题意列方程,求出切点的坐标.求解过程应认真领会数学的转化思想、待定系数法.
3.已知抛物线y=2x2+1,求 (1)抛物线上哪一点的切线的倾斜角为45°? (2)抛物线上哪一点的切线平行于直线4x-y-2=0? (3)抛物线上哪一点的切线垂直于直线x+8y-3=0?
利用导数的几何意义求曲线的切线方程的步骤 (1)求出函数y=f(x)在点x0处的导数f′(x0); (2)根据直线的点斜式方程,得切线方程为 y-y0=f′(x0)(x-x0).
[特别提醒] (1)若曲线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的导数f′(x0)不存在,就是切线与y轴平行.f′(x0)>0,切线与x轴正向夹角为锐角,f′(x0)<0,切线与x轴正向夹角为钝角;f′(x0)=0,切线与x轴平行. (2)若题中所给的点(x0,y0)不在曲线上,首先应设出切点坐标,然后根据导数的几何意义列出等式,求出切点坐标,进而可求出切线方程.
◎试求过点P(3,5)且与y=x2相切的直线方程.
【错因】 求曲线上的点P处的切线与求过点P的切线有区别,在点P处的切线,点P必为切点;求过点P的切线,点P未必是切点,应注意概念不同,其求法也有所不同. 【正解】 f′(x)=2x(解法同上),设所求切线的切点为A(x0,y0), 因为点A在曲线y=x2上,所以y0=x, 又因为A是切点,所以过点A的切线的斜率为f′(x0)=2x0,
从而切点A的坐标为(1,1)或(5,25), 当切点为(1,1)时,切线的斜率为k1=2x0=2, 当切点为(5,25)时,切线的斜率为k2=2x0=10, 因此所求的切线有两条, 方程分别为y-1=2(x-1)和y-25=10(x-5), 即2x-y-1=0和10x-y-25=0.
练考题、验能力、轻巧夺冠