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高考数学高考试题教学运用与探究再探三次曲线的切线条数

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三次曲线的切线条数一、问题的提出引例:(2022·北京文·20)已知函数.(1)求在区间上的最大值;(2)若过点存在3条直线与曲线相切,求的取值范围;(3)问过点分别存在几条直线与曲线相切?(只需写出结论)本题第(2)(3)问都是“过一点作三次函数图象切线的条数”的问题,特别是第(3)问只需写出结论,如何才能迅速地进行判断呢?有没有规律性的结论呢?二、直线与曲线相切的概念如图1,设曲线是函数的图象,在曲线上取一点及邻近的一点,过两点作割线,并分别过两点作轴与轴的平行线又设割线的倾斜角为,那么这就是说,就是割线的斜率.如图2,当点沿着曲线逐渐向点接近时,割线将绕着点逐渐转动.当点沿着曲线无限接近点即时,如果割线有一个极限位置,那么,直线叫做曲线在点处的切线.4\n由直线与曲线相切的概念可知,切线是割线的极限位置,直线与曲线相切是一个局部的概念,因而直线与曲线可以同时相切于点和相交于点,比如曲线与直线在点处相切,在点处相交.三、探究函数,过定点的直线与函数的图象相切,这样的直线有几条?设直线与曲线相切于,则切线方程为:,因为切线必过,则,所以整理可得:①显然,关于的方程①有多少个不同的解,就有多少条不同的切线.下面,解决关于的方程①的解的个数问题.设则由,得:,(1)当时,,单调递增,关于的方程①有一个解;(2)当时,的示意图:两个极值分别为,,(ⅰ)当即时,两个极值同号,定点在不等式所表示的平面区域内,此时,函数只有一个零点,关于的方程①有一个解;注意到函数是奇函数,坐标原点是对称中心,等式所表示的直线恰是曲线在原点处的切线.4\n(ⅱ)当即时,定点在等式所表示的曲线上,此时,函数有两个零点,关于的方程①有两个解;(ⅲ)当即时,定点在不等式所表示的平面区域内,此时,函数有三个零点,关于的方程①有三个解;综上所述,很容易给出结论.四、结论一般的,已知定点,三次函数对称中心处的切线与曲线将平面分成四个平面区域(如图所示):(1)若点在图象对称中心处或在Ⅰ、Ⅱ区域内(不含边界),则过定点作三次函数图象切线只能作一条;(2)若点在图象对称中心处的切线上(对称中心除外)或在函数图象上(对称中心除外),则过定点作三次函数图象的切线有两条;(3)若点在Ⅲ、Ⅳ区域内(不含边界),则过定点作三次函数图象的切线有三条.五、应用例:(2022·北京文·20)已知函数.(1)(略)(2)若过点存在3条直线与曲线相切,求的取值范围;(3)问过点分别存在几条直线与曲线相切?(只需写出结论)解析:(2)易知又函数在对称中心处的切线为,直线与曲线交于,与切线交于,因为过存在3条直线与曲线相切,所以必在区域Ⅳ内,故4\n(3)易知在区域Ⅲ,所以过点存在三条直线与曲线相切;易知在曲线上,且不是对称中心,所以过点存在二条直线与曲线相切;易知在区域Ⅰ,所以过点存在一条直线与曲线相切.4

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发布时间:2022-08-25 22:51:22 页数:4
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文章作者:U-336598

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