- 直线方程的综合应用
- 共376题
若曲线y=x4的一条切线l与直线x+4y-8=0垂直,则l的方程为______.
正确答案
4x-y-3=0与直线x+4y-8=0垂直的直线l与为:4x-y+m=0,
即y=x4在某一点的导数为4,
而y′=4x3,∴y=x4在(1,1)处导数为4,
故方程为4x-y-3=0.
已知函数f(x)=的图象过点(﹣1,2),且在点(﹣1,f(
﹣1))处的切线与直线x﹣5y+1=0垂直.
(1)求实数b,c的值;
(2)求f(x)在[﹣1,e](e为自然对数的底数)上的最大值;
(3)对任意给定的正实数a,曲线y=f(x)上是否存在两点P,Q,使得△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在y轴上?
正确答案
解:(1)由题意可得,当x<1时,f′(x)=﹣3x2+2x+b,f′(﹣1)=﹣3﹣2+b=b﹣5.
由( b﹣5 )( )=﹣1,可得b=0,
故 f(x)=﹣x3+x2+c.把点(﹣1,2)代入求得 c=0.
综上可得b=0,c=0.
(2)由以上可得 ,当﹣1≤x<1时,f′(x)=﹣x(3x﹣2).
解f′(x)>0得0<x< .解f′(x)<0得1≥x>
或x<0.
∴f(x)在(﹣1,0)和( ,1)上单调递减,在(0,
)上单调递增,
从而f(x)在x= 处取得极大值为f(
)=
.
又∵f(﹣1)=2,f(1)=0,
∴f(x)在[﹣1,1)上的最大值为2.
当1≤x≤e时,f(x)=alnx,
当a≤0时,f(x)≤0.
当a>0时,f(x)在[1,e]单调递增;
∴f(x)在[1,e]上的最大值为a.
∴a≥2时,f(x)在[﹣1,e]上的最大值为a;
当a<2时,f(x)在[﹣1,e]上的最大值为2.
(3)设点P的横坐标为m(不妨设m>0),
则由题意可得点Q的横坐标为﹣m,且﹣m<0.
当0<m<1时,点P(m,﹣m3+m2),点 Q(﹣m,m3+m2),
由K0P·KOQ=﹣1,可得(﹣m2+m)(﹣m2﹣m)=﹣1,m无解.
当m≥1时,点P(m,alnm),点 Q(﹣m,m3+m2),
由K0P·KOQ=﹣1,可得 ·(﹣m2﹣m)=﹣1,即 alnm=
.
由于a为正实数,故存在大于1的实数m,满足方程 alnm= .
故曲线y=f(x)上是否存在两点P,Q,使得△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,
且此三角形斜边中点在y轴上.
在直角坐标系xOy中,设A点是曲线C1:y=ax3+1(a>0)与曲线C2:x2+y2=的一个公共点,若C1与C2在A点处的切线互相垂直,则实数a的值是______.
正确答案
设点A的坐标为(x0,y0),代入两曲线方程得:
y0=ax03+1①,x02+y02=②,
由曲线C1:y=ax3+1得:y′=3ax2,
则曲线C1在A处的切线的斜率k=3ax02,
所以C1在A处的切线方程为:y=3ax02(x-x0)+y0,
由C1在A处的切线与C2在A处的切线互相垂直,
得到切线方程y=3ax02(x-x0)+y0过圆C2的圆心(0,0),
则有3ax02(0-x0)+y0=0,即y0=3ax03③,
把③代入①得:a=④,④代入③得:y0=
⑤,⑤代入②得:x0=±
,
当x0=时,代入④得:a=4;当x0=-
时,代入④得:a=-4(由a>0,不合题意,舍去).
则实数a的值为4.
故答案为4.
已知函数f(x)=axlnx图象上点(e,f(e))处的切线方程与直线y=2x平行(其中e=2.71828…),g(x)=x2﹣tx﹣2.
(I)求函数f(x)的解析式;
(II)求函数f(x)在[n,n+2](n>0)上的最小值;
(III)对一切x∈(0,e],3f(x)≥g(x)恒成立,求实数t的取值范围.
正确答案
解:(I)由点(e,f(e))处的切线方程与直线2x﹣y=0平行,
得该切线斜率为2,即f'(e)=2.
又∵f'(x)=a(lnx+1),
令a(lne+1)=2,a=1,
所以f(x)=xlnx.
(II)由(I)知f'(x)=lnx+1,
显然f'(x)=0时x=e﹣1
当时f'(x)<0,所以函数
上单调递减.
当时f'(x)>0,所以函数f(x)在
上单调递增,
①时,
;
②时,函数f(x)在[n,n+2]上单调递增,
因此f(x)min=f(n)=nlnnn;
所以
(III)对一切x∈(0,e],3f(x)≥g(x)恒成立,
又g(x)=x2﹣tx﹣2,
∴3xlnx≥x2﹣tx﹣2,即.
设,
则,
由h'(x)=0得x=1或x=2,
∴x∈(0,1),h'(x)>0,h(x)单调递增,
x∈(1,2),h'(x)>0,h(x)单调递减,
x∈(2,e),h'(x)>0,h(x)单调递增,
∴h(x)极大值=h(1)=﹣1,且h(e)=e﹣3﹣2e﹣1<﹣1,
所以h(x)max=h(1)=﹣1.
因为对一切x∈(0,e],3f(x)≥g(x)恒成立,
∴t≥h(x)max=﹣1.
故实数t的取值范围为[﹣1,+∞).
已知抛物线C:y=2x2,直线y=kx+2交C于A,B两点,M是线段AB的中点,过M作x轴的垂线交C于点N。(1)证明:抛物线C在点N处的切线与AB平行;
(2)是否存在实数k使,若存在,求k的值;若不存在,说明理由。
正确答案
解:(1)如图,设,
,把
代入
得
,
由韦达定理得,
,
∴,
∴N点的坐标为
设抛物线在点N处的切线l的方程为,
将代入上式得
,
∵直线l与抛物线C相切,
∴,
∴
即。
(2)假设存在实数k,使,则
,
又∵M是AB的中点,
∴
由(1)知
∵轴,
∴
又
∴,解得
即存在,使
。
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