- 直线方程的综合应用
- 共376题
如图,P是抛物线C:y=x2上一点,直线l过点P并与抛物线C在点P的切线垂直,l与抛物线C相交于另一点Q,
(Ⅰ)当点P的横坐标为2时,求直线l的方程;
(Ⅱ)当点P在抛物线C上移动时,求线段PQ中点M的轨迹方程,并求点M到x轴的最短距离。
正确答案
解:(Ⅰ)把x=2代入,得y=2,
∴点P坐标为(2,2),
由, ① 得y′=x,
∴过点P的切线的斜率=2,直线l的斜率kl=
,
∴直线l的方程为y-2=-(x-2),即x+2y-6=0;
(Ⅱ)设,则
,
∵过点P的切线斜率=x0,当x0=0时不合题意,x0≠0,
∴直线l的斜率kl=,
直线l的方程为,②
联立①②消去y,得,
设,
∵M是PQ的中点,
∴,
消去x0,得就是所求的轨迹方程,
由x≠0知,
∴,
上式等号仅当即
时成立,
所以点M到x轴的最短距离是。
已知函数f(x)=ax3+bx2+c(a,b,c∈R,a≠0)的图象过点P(-1,2),且在点P 处的切线与直线x-3y=0垂直。
(1)若c=0,试求函数f(x)的单调区间;
(2)若a>0,b>0且(-∞,m),(n,+∞)是f(x)的单调递增区间,试求n-m-2c的范围。
正确答案
解:(1)由f(x)=ax3+bx2+c的图象过点P(-1,2)知-a+b+c=2
又f'(x)=3ax2+2bx
因为f(x)在点P处的切线与x-3y=0垂直,
所以3a-2b=-3
又c=0,解得a=1,b=3,
所以f'(x)=3x2+6x
令f'(x)=0得x1=0,x2=-2
显然,当x>0或x<-2时,f'(x)>0,
-2<x<0时,f'(x)<0,
所以(-∞,-2),(0,+∞)是f(x)的单调递增区间,
(-2,0)是 f(x)的单调递减区间。
(2)令f'(x)=3ax2+2bx=0,得x1=0,
又因为a>0,b>0,
所以当x>0或时,f'(x)>0,
即,(0,+∞)是f(x)的单调递增区间,
所以
由(1)知:-a+b+c=2且3a-2b=-3,
所以a=1-2c>0,b=3-3c>0,
∴,
∴1-2c∈(0,+∞)
∴
所以n-m-2c≥2,
即n-m-2c的范围是[2,+∞)。
已知函数f(x)=x3+
ax2+bx+1(x∈R,a,b为实数)有极值,且x=-1处的切线与直线x-y+1=0平行.
(1)求实数a的取值范围.
(2)是否存在实数a,使得f′(x)=x的两个根x1,x2满足0<x1<x2<1,若存在,求实数a的取值范围;若不存在,请说明理由.
正确答案
(1)f'(x)=x2+ax+b(1分)
因为f(x)有极值,∴△=a2-4b>0(2分)
又在x=-1处的切线与直线x-y+1=0平行,∴f'(-1)=1-a+b=1①②③④
∴b=a代入(*)式得,a2-4b>0,∴a>4或a<0(6分)
(2)假若存在实数a,使f'(x)=x的两个根x1、x2满足0<x1<x2<1,
即x2+(a-1)x+a=0的两个根x1、x2满足0<x1<x2<1,
令g(x)=x2+(a-1)x+a,则有:解之得
0<a<3∴存在实数a,且0<a<3使是f'(x)=x的两个根满足0<x1<x2<1.
已知直线l1为曲线y=x2+x-2在点(1,0)处的切线,l2为该曲线的另一条切线,且l1⊥l2,
(Ⅰ)求直线l2的方程;
(Ⅱ)求由直线l1、l2和x轴所围成的三角形的面积。
正确答案
解:(Ⅰ)y′=2x+1,
直线l1的方程为y=3x-3,
设直线l2过曲线y=x2+x-2上的点B(b,b2+b-2),
则l2的方程为y=(2b+1)x-b2-2,
因为l1⊥l2,则有2b+1=,
所以直线l2的方程为。
(Ⅱ)解方程组,得
,
所以直线l1和l2的交点的坐标为,
l1、l2与x轴交点的坐标分别为(1,0)、,
所以所求三角形的面积。
已知P点在曲线上f(x)=x4-x上,曲线在点P处的切线平行于直线3x-y=0,则点P的坐标为( )。
正确答案
(1,0)
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