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妙解高考数学填选压轴题专题36 切线的条数-妙解高考数学填选压轴题
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专题36切线的条数【方法点拨】1.按照过一点求切线方程的一般步骤,设切点、求斜率得切线方程、点代入,将切线的条数问题转化为方程解的个数问题;是否存在切线转化为方程有无解的问题.2.有时也可考虑相切为“临界状态”,利用参数的几何意义确定参数的取值范围.【典型题示例】(2022·全国新高考Ⅰ卷·15)若曲线有两条过坐标原点的切线,则的取值范围是___________.【答案】【解析】易知曲线不过原点,故设切点为,则切线的斜率为所以切线方程为又因为切线过原点,所以即又因为切线有两条,故上方程有两不等实根所以,解得,或所以的取值范围是.例2(2022·江苏南京一中学情调研模拟检测·8)若函数与函数有公切线,则实数的取值范围是()A. B.C. D.【答案】B【分析】由于中要求,故考虑当时的公切线所对应的实数的值为临界值,当增大时,抛物线沿直线上移,公切线与相切的切点左移,横坐标减小,故所求大于此时的临界值.【解析】先求当时,曲线的切线方程∵,∴曲线的切线在处的切线方程为,即再求当曲线与直线相切时(即直线为公切线)的值设曲线与直线相切时切点为则由导数的几何意义得,解得,切点为将代入得∵当增大时,抛物线沿直线上移,公切线与相切的切点左移,横坐标减小,即切点的横坐标小于0∴故所求大于此时的值,即.例3(2022·全国甲卷·文20改编)已知函数,曲线在点处的切线也是曲线的切线,则实数a的取值范围是.【答案】【分析一】由于中的几何意义为截距,故只需求出、相切时的值,将图象往上平移,即增大,即为所求.【分析二】设出上的切点坐标,分别由和及切点表示出切线方程,由切线重合表示出,构造函数,求导求出函数值域,即可求得的取值范围.【解析一】设公切点为则,解之得或(不符合题意,舍去)故的取值范围为.【解析二】,则在点处的切线方程为,整理得,设该切线与切于点,,则,则切线方程为,整理得,则,整理得,令,则,令,解得或,令,解得或,则变化时,的变化情况如下表:01000则的值域为,故的取值范围为.例4(2022·江苏南通期末·16)已知函数,若a∈R时,直线与曲线相切,且满足条件的k的值有且只有3个,则a的取值范围为_________.【答案】【分析】利用过点的曲线的切线有3条,构造函数,借助函数有3个零点求解作答.【解析】由求导得:,设直线与曲线相切的切点为,于是得,且,则,显然函数在R上单调递增,因直线与曲线相切的k的值有且只有3个,则有直线与曲线相切的切点横坐标t值有且只有3个,即方程有3个不等实根,令,求导得:,当或时,,当时,,即函数在,上递增,在上递减,当时,取得极大值,当时,取得极小值,方程有3个不等实根,当且仅当函数有3个不同的零点,因此,解得,所以a的取值范围为.故答案为.例5若函数的图象与曲线C:存在公共切线,则实数的取值范围为A. B. C. D.【答案】A【分析】本道题结合存在公共切线,建立切线方程,结合待定系数法,建立等式,构造新函数,将切线问题转化为交点问题,计算a的范围,即可.【解析】设函数的切点为,该切线斜率,所以切线方程为,的切点为,所以切线方程为,由于该两切线方程为同一方程,利用待定系数法,可得,解得得到新方程为,构造函数解得,表示与存在着共同的交点,而过定点,得到过的切线方程,设切点为,则,该切点在该直线上,代入,得到,解得,所以直线斜率为,要使得与存在着交点,则,结合,所以a的取值范围为,故选A.例6(2021·全国Ⅰ卷)若过点可以作曲线的两条切线,则()A. B. C. D.【答案】D【分析】结合已知条件,利用导数的几何意义将问题转化成函数的交点问题,然后通过构造新函数,并求出新函数的单调区间以及最值,利用数形结合的方法即可求解.【解析】设切点,,因为,即,则切线方程为,由得,则由题意知,关于的方程有两个不同的解.设,则,由得,所以当时,,在上单调递增;当时,,在上单调递减,所以的最大值为,当时,,所以,当时,;当时,,故的图像如下图所示:故.故选:D.【巩固训练】1.过定点作曲线的切线,恰有2条,则实数的取值范围是______.2.若函数与函数有公切线,则实数的取值范围是()A. B. C. D.3.若存在实数,使不等式对一切正数都成立(其中为自然对数的底数),则实数的最大值是()A. B. C. D.4.若过点可以作三条直线与曲线相切,则m的取值范围是()A. B. C. D.5.已知函数,,若曲线与有两条公切线,则实数的取值范围是.6.若曲线与曲线存在公共切线,则实数a的取值范围为.7.已知函数,若过点可作曲线的三条切线,则实数的取值范围是.8.已知函数,若过点只有一条直线与曲线相切,则实数的取值范围是.【答案或提示】1.【答案】【分析】设切点为,利用导数几何意义求得切线方程为,由题意知在上有两个不同解,构造且,利用导数研究单调性及值域,进而确定的范围.【解析】由,若切点为,则,∴切线方程为,又在切线上,∴,即在上有两个不同解,令,即原问题转化为与有两个交点,而,(1)当时,,递增,且,(2)当时,,递增;当时,,递减;∴,又,时且,∴要使在上有两个不同解,即.故答案为:点评:作为填空题,本着“小题小做”的策略,只需先求出点在曲线上时的值为,此时,过点曲线的切线洽有一条,从形上看,当增大时,切线就有两条,故答案为.2.【答案】A【解析】设公切线与函数切于点,则切线方程为;设公切线与函数切于点,则切线方程为,所以有∵,∴.又,令,∴.设,则,∴在(0,2)上为减函数,则,∴,故选A.3.【答案】C【解析】存在实数,使不等式对一切正数都成立,要求的最大值,临界条件即为直线恰为函数的公切线.设的切点为,.设的切点为,,所以.由题得.设,所以,所以函数在上单调递减,在单调递增.又,当时,,所以方程另外一个零点一定大于.所以方程小的零点为,所以.故选:C.4.【答案】A【解析】设切点为,∵,∴,∴M处的切线斜率,则过点P的切线方程为,代入点P的坐标,化简得,∵过点可以作三条直线与曲线相切,∴方程有三个不等实根.令,求导得到,可知在上单调递减,在上单调递增,在上单调递减,如图所示,故,即.故选:A.5.【答案】,【解析一】根据二次函数和代数函数的性质得:当时,曲线与有两条公切线,即在上恒成立,即在上恒成立,设,,令,,即,因此,,【解析二】取两个函数相切的临界条件:,解得,,由此可知,若两条曲线具有两条公切线时,,故的取值范围是,.6.【答案】【提示】取对数转化为曲线与直线有交点,临界状态是相切.7.【答案】【解答】设切点为,切线斜率为:切线方程为:①又切线过点,带入①化简为:令与,(1),;,令,;在,单调递减,上单调递增;过点可作曲线的三条切线,即存在三个,也即是与有三个交点.故如图所知:.8.【答案】【解析】设过点的直线与曲线相切于点,,则,且切线斜率为,所以切线方程为.因此,整理得.设,则“过点只有一条直线与曲线相切”等价于“只有一个零点”..当变化时,与的变化情况如下:0100所以,是的极大值,(1)是的极小值.当只有一个零点时,有或(1),解得或.因此当过点只有一条直线与曲线相切时,的取值范围是或.

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