导数的几何意义应用--求切线方程

导数的几何意义、曲线的切线方程：一、框架1.命题分析：本题型在高考解答题主要是在第(1)问中出现，也有可能在选择题或填空题中出现，若为解答题，主要考点为：(1)导数的几何意义;(2)直线与函数图象相切的条件。

2.几何意义：函数()x f 在0x 处的导数就是曲线()x f y =在点()()00,x f x 处的切线的斜率，即斜率为()0'x f .3.物理意义：函数()s f t =在0t 处的导数就是曲线()s f t =在0t 时刻的速度.4.曲线)(x f y =上在点())(,00x f x 处的切线方程为))(()(00'0x x x f x f y -=-.5.切线方程的求解方程问题：第一步：判切点：求曲线的切线方程时先分清是“在点处”的切线方程还是“过点”的切线方程。

切点已知直接求，切点未知设切点；第二步：求斜率（导数）：通常若切点为())(,00x f x ，则在该点处曲线的斜率为()0'x f ；第三步：用公式：所对应的曲线)(x f y =上在点())(,00x f x 处的切线方程为))(()(00'0x x x f x f y -=-。

6.利用切线方程（或切线的性质）判断参数的值（或取值范围）第一步：求斜率（导数）：求出函数()x f y =在0=x x 处的导数()0'x f ，即函数()x f y =的图象在点())(,00x f x 处切线的斜率；第二步：列关系式：根据已知条件，列出关于参数的关系式； 第三步：求解即可得出结论。

7.注意点：求曲线的切线方程时先分清是“在点处”的切线方程还是“过点”的切线方程。

切点已知直接求，切点未知设切点。

二、方法诠释类型一：在某点的切线方程例1．求曲线y ＝x 3－2x ＋1在点(1,0)处的切线方程。

解： y ′＝3x 2－2，∴k ＝y ′|x ＝1＝3－2＝1，∴切线方程为y ＝x －1. 类型二：过某点(某点不在曲线上)的切线方程例2．求过点(2,0)且与曲线y ＝x 3相切的直线方程． 解：点(2,0)不在曲线y ＝x 3上，可令切点坐标为(x 0，x 30)．由题意，所求直线方程的斜率k ＝x 30－0x 0－2＝y ′|x ＝x 0＝3x 20，即x 30x 0－2＝3x 20，解得x 0＝0或x 0＝3. 当x 0＝0时，得切点坐标是(0,0)，斜率k ＝0，则所求直线方程是y ＝0；当x 0＝3时，得切点坐标是(3,27)，斜率k ＝27，则所求直线方程是y －27＝27(x －3)， 即27x －y －54＝0. 综上，所求的直线方程为y ＝0或27x －y －54＝0. 类型三：过某点(某点在曲线上)的切线方程,例如例3的第(2)问 例3．(1)求曲线f (x )＝x 3－3x 2＋2x 在原点(0,0)处的切线方程。

模块一：切线方程知识点一：导数的几何意义。

导数的几何意义：导数值等于原函数在该点处的切线斜率。

知识点二：直线的点斜式方程。

直线的点斜式方程：直线过点),(00y x ，直线的斜率为k ⇒直线的点斜式方程：)(00x x k y y -=-。

题型一：已知切点的横坐标，求解切线方程。

模型：已知：函数)(x f 的解析式。

求解：函数)(x f 在0x x =处的切线方程。

解法设计：第一步：求切点的纵坐标。

把0x x =代入函数)(x f 得到切点的纵坐标⇒)(0x f 切点))(,(00x f x 。

第二步：求导函数。

根据函数)(x f 的解析式计算导函数)('x f 。

第三步：求切线斜率。

根据导数的几何意义得到：把0x x =代入导函数)('x f 得到切线斜率)('0x f 。

第四步：求切线方程。

根据直线的点斜式方程得到：切点))(,(00x f x ，切线斜率为)('0x f ⇒切线方程：))((')(000x x x f x f y -=-。

例题：2020年高考理科数学新课标Ⅰ卷第6题：函数342)(x x x f -=的图像在点))1(,1(f 处的切线方程为（）A、12--=x y B、12+-=x y C、32-=x y D、12+=x y 本题解析：第一步：求切点的纵坐标。

把1=x 代入函数342)(x x x f -=得到1121)1(34-=⨯-=f ⇒切点)1,1(-。

第二步：求导函数。

342)(x x x f -=2364)('x x x f -=⇒。

第三步：求切线斜率。

根据导数的几何意义得到切线斜率：21614)1('23-=⨯-⨯=f 。

第四步：求切线方程。

根据直线的点斜式方程得到：切点)1,1(-，切线斜率为2-⇒切线方程：12221)1(2)1(+-=⇒+-=+⇒--=--x y x y x y 。

跟踪训练一：2019年高考数学新课标Ⅰ卷理科第19题文科第19题：曲线xe x x y )(32+=在)0,0(处的切线方程为。

导数的几何意义求切线方程专题题型一：切点已知求切线方程【例1】.函数f(x)=xe x的图象在点(1,f(1))处的切线方程是________．【答案】y=2ex−e【解析】因为f(x)=xe x，所以f(1)=e，f′(x)=e x+xe x，所以f′(1)=2e，所以f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程为y−e=2e(x−1)，即y=2ex−e．变式1.已知函数f(x)=x+aln⁡x．当a=1时，求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程；【答案】2x−y−1=0【解析】当a=1时，f(x)=x+ln⁡x，f′(x)=1+1x(x>0)．所以f(1)=1，f′(1)=2，所以切线方程为2x−y−1=0．【备注】考查导数的几何意义，先由导数得到斜率，再根据点斜式得到切线方程．变式2.已知函数f(x)=(x+1)ln⁡x−a(x−1)．当a=4时，求曲线y=f(x)在(1,f(1))处的切线方程；【答案】y=−2x+2．【解析】当a=4时，f(1)=0，函数f(x)的导函数f′(x)=ln⁡x+1−3,因此f′(1)=−2，从而所求的切线方程为y=−2(x−1)，也即y=−2x+2．【备注】本小题是常规的利用导函数求函数的切线方程问题．题型二：切点未知求切线方程【例2】.【2018年浙江宁波高二下学期周测】过原点作曲线y=e x的切线，则切线方程为________【答案】y=ex【解析】y′=e x设切点的坐标为(x0,e x0)，切线的斜率为k，则k=e x0，故切线方程为y−e x0=e x0(x−x0)又切线过原点，∴−e x0=e x0(−x0)，∴x0=1，y0=e，k=e．则切线方程为y=ex故答案为y=ex．变式.已知函数f(x)=x3−3x，过点P(2,−6)作曲线y=f(x)的切线，则切线方程是 ________【答案】3x+y=0或24x−y−54=0【解析】由f(x)=x3−3x，得f′(x)=3x2−3，设切点为(x0,x03−3x0)，则斜率k=3x02−3，∴切线方程为y−(x03−3x0)=(3x02−3)(x−x0)，即y=(3x02−3)x−2x03．∵切线过点P(2,−6)，则−6=2(3x02−3)−2x03，解得：x0=0或x0=3．∴所求切线方程是y=−3x或y=24x−54．故答案为：3x+y=0或24x−y−54=0．题型三：已知切线方程求参数【例3】.若抛物线y=x2与直线2x+y+m=0相切，则m= ________【答案】1【解析】设切点为P(x0,y0)．易知y′|x=x=2x0．由{2x0=−2,y0=x02,得{x0=−1,y0=1,所以P(−1,1)．又P(−1,1)在直线2x+y+m=0上，所以2×(−1)+1+m=0，解得m=1．变式1.【2016年辽宁大连单元测试】设函数f(x)=x2-ln⁡(x+a)+b，g(x)=x3．若函数f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为x+y=0，求实数a,b的值；【答案】a=1，b=0【解析】f′(x)=2x−1x+a依题意{f′(0)=−1a=−1 f(0)=−ln⁡a+b=0变式2.【2015年浙江舟山高二下学期月考】在同一坐标系中，直线l是函数f(x)=√1−x2在(0,1)处的切线，若直线l与g(x)=−x2+mx相切于x=1处，则m=________【答案】2【解析】函数y=f(x)=2即为上半圆x2+y2=1，(0,1)为与y轴的交点，即有在(0,1)处的切线为y=1，由题意可得直线l：y=1也是g(x)=−x2+mx的切线，所以g(x)在x=0处的导函数值为0,g′(0)=−2∗0+m=0且g(1)=1,所以m=2题型四:公切线求参数问题【例4】.若直线y=kx+t是曲线y=e x+2的切线，也是曲线y=e x+1的切线，则t=________ ．【答案】4−2ln⁡2【解析】设y=kx+t与y=e x+2和y=e x+1的切点分别为(x1,kx1+t)、(x2,kx2+t)．由导数的几何意义可得k=e x1=e x2+1，得x1=x2+1．再由切点也在各自的曲线上，可得kx1+t=e x1+2，kx2+t=e x2+1．联立上述式子{k=e x1x1=x2+1 kx1+t=e x1+2 kx2+t=e x2+1解得k=2，x1=ln⁡2，t=4−2ln⁡2．故答案为4−2ln⁡2．【备注】本题考查了导数的几何意义，体现了方程思想，对学生综合计算能力有一定要求，中档题．先设切点，然后利用切点来寻找切线斜率的联系，以及对应的函数值，综合联立求解即可变式：函数f(x)=ln⁡x+mxx+1与g(x)=x2+1有公切线y=ax(a>0)，则实数m的值为________ ．【答案】4【解析】设公切线y=ax与g(x)=x2+1的切点为(x0,x02+1)，g"(x)=2x，故切线斜率为2x0，则切线为y−(x02+1)=2x0(x−x0)，因为切线过原点(0,0)，所以−x 02−1=−2x 02，解答x 0=1或x 0=−1， 因为切线斜率a =2x 0>0，所以x 0=1，a =2， 设公切线y =2x 与f(x)=ln⁡x +mxx+1相切与点(x 1,ln⁡x 1+mx 1x 1+1)，f"(x)=1x +m (x+1)2，故斜率1x 1+m(x1+1)2=2①切线方程为y −(ln⁡x 1+mx 1x1+1)=(1x 1+m(x 1+1)2)(x −x 1)，因为过(0,0)，所以−ln⁡x 1−mx 1x1+1=−1−mx 1(x 1+1)2②联立①②解得x 1=1,m =4． 故答案为4．【备注】本题考查利用导数研究函数在某一点处的切线方程，根据条件设出切点，利用切线过原点且和两函数图象相切即可求出m 的值．针对训练1.曲线f(x)=x 3+11在点P(1,12)处的切线与y 轴交点的纵坐标是( ) A ．−9 B ．−3 C ．9 D ．15【答案】C【解析】因为y ′=3x 2，切点为(1,12)，所以切线的斜率为3，故切线方程为3x −y +9=0，令x =0，得y =9【备注】求在某点处切线2.【2018年浙江杭州下城区浙江省杭州高级中学高二下学期期中考试数学试卷】已知直线y =−2x −23与曲线2f(x)=13x 3−bx 相切，则b =________． 【答案】3【解析】f(x)=13x 3−bx ，f ′(x)=x 2−b =−2，{x 2−b =−213x 3−bx =−2x −23，x =1，b =3．3.已知函数f(x)=ax2+(2a−1)x−ln⁡x，a∈R．若曲线y=f(x)在点(1，f(1))处的切线经过点(2，11)，求实数a的值；【答案】a=2【解析】由题意得f′(x)=2ax+(2a−1)−1 x=2ax2+(2a−1)x−1x=(2ax−1)(x+1)x∴f′(1)=2(2a−1)∵f(1)=3a−1∴曲线y=f(x)在点(1，f(1))处的切线方程为y=2(2a−1)(x−1)+3a−1代入点(2，11)，得a=2【备注】根据题意，对函数f(x)求导，由导数的几何意义分析可得曲线y=f(x)在点(1，f(1))处的切线方程，代入点(2，11)，计算可得答案4.【2013年山西太原单元测试】设函数f(x)=x3−3ax+b,a≠0在点(2,f(2))处与直线y=8相切求实数a,b的值；【答案】a=4,b=24；【解析】f′(x)=3x2−3a，f′(2)=0,f(2)=8即12−3a=0,8−6a+b=8解得a=4,b= 245.函数f(x)=x2−2ax+ln⁡x(a∈R)．函数y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与直线x−2y+ 1=0垂直，求a的值；【答案】a=52【解析】函数f(x)的定义域为(0,+∞)，f′(x)=2x−2a+1x，f′(1)=3−2a，由题意f′(1)⋅12=(3−2a)⋅12=−1，解得a=52．6.已知函数f(x)=aln⁡x−bx2图像上一点P(2,f(2))处的切线方程为y=−3x+2ln⁡2+2，求a,b 的值【答案】a=2,b=1【解析】f′(x)=ax−2bx{k=f′(2)=a2−4b=−3y0=f(2)=aln⁡2−4b=−6+2ln⁡2+2解得：a=2,b=1【备注】若想解得参数a,b需要注意两点：1、切点是个很特殊的点，既在曲线上，又在切线上。

用导数求切线方程的四种类型用导数求切线方程的四种类型浙江 曾安雄求曲线的切线方程是导数的重要应用之一，用导数求切线方程的关键在于求出切点00()P x y ，及斜率，其求法为：设00()P x y ，是曲线()y f x =上的一点，则以P 的切点的切线方程为：000()()y y f x x x '-=-．若曲线()y f x =在点00(())P x f x ，的切线平行于y 轴（即导数不存在）时，由切线定义知，切线方程为0x x =．下面例析四种常见的类型及解法． 类型一：已知切点，求曲线的切线方程此类题较为简单，只须求出曲线的导数()f x '，并代入点斜式方程即可． 例1 曲线3231y x x =-+在点(11)-，处的切线方程为（ ） Ａ．34y x =- Ｂ．32y x =-+ Ｃ．43y x =-+Ｄ．45y x =-解：由2()36f x x x '=-则在点(11)-，处斜率(1)3k f '==-，故所求的切线方程为(1)3(1)y x --=--，即32y x =-+，因而选Ｂ．类型二：已知斜率，求曲线的切线方程此类题可利用斜率求出切点，再用点斜式方程加以解决．例2 与直线240x y -+=的平行的抛物线2y x =的切线方程是（ ） Ａ．230x y -+=Ｂ．230x y --=Ｃ．210x y -+=Ｄ．210x y --=解：设00()P x y ，为切点，则切点的斜率为0022x x y x ='==|．01x =∴．由此得到切点(11)，．故切线方程为12(1)y x -=-，即210x y --=，故选Ｄ．评注：此题所给的曲线是抛物线，故也可利用∆法加以解决，即设切线方程为2y x b =+，代入2y x =，得220x x b --=，又因为0∆=，得1b =-，故选Ｄ．类型三：已知过曲线上一点，求切线方程过曲线上一点的切线，该点未必是切点，故应先设切点，再求切点，即用待定切点法． 例3求过曲线32y x x =-上的点(11)-，的切线方程． 解：设想00()P x y ，为切点，则切线的斜率为02032x x y x ='=-|．∴切线方程为2000(32)()y y x x x -=--．320000(2)(32)()y x x x x x --=--．又知切线过点(11)-，，把它代入上述方程，得3200001(2)(32)(1)x x x x ---=--． 解得01x =，或012x =-．故所求切线方程为(12)(32)(1)y x --=--，或13112842y x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫--+=-+ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭，即20x y --=，或5410x y +-=．评注：可以发现直线5410x y +-=并不以(11)-，为切点，实际上是经过了点(11)-，且以1728⎛⎫- ⎪⎝⎭，为切点的直线．这说明过曲线上一点的切线，该点未必是切点，解决此类问题可用待定切点法．类型四：已知过曲线外一点，求切线方程此类题可先设切点，再求切点，即用待定切点法来求解． 例4 求过点(20)，且与曲线1y x=相切的直线方程． 解：设00()P x y ，为切点，则切线的斜率为0201x x y x ='=-|． ∴切线方程为00201()y y x x x -=--，即020011()y x x x x -=--． 又已知切线过点(20)，，把它代入上述方程，得020011(2)x x x -=--． 解得000111x y x ===，，即20x y +-=． 评注：点(20)，实际上是曲线外的一点，但在解答过程中却无需判断它的确切位置，充分反映出待定切点法的高效性．例5 已知函数33y x x =-，过点(016)A ，作曲线()y f x =的切线，求此切线方程．解：曲线方程为33y x x =-，点(016)A ，不在曲线上． 设切点为00()M x y ，，则点M 的坐标满足30003y x x =-． 因200()3(1)f x x '=-，故切线的方程为20003(1)()y y x x x -=--．点(016)A ，在切线上，则有32000016(3)3(1)(0)x x x x --=--． 化简得308x =-，解得02x =-．所以，切点为(22)M --，，切线方程为9160x y -+=．评注：此类题的解题思路是，先判断点A 是否在曲线上，若点A 在曲线上，化为类型一或类型三；若点A 不在曲线上，应先设出切点并求出切点．在初中数学中，曲线的切线没有一般的定义。

导数的⼏何意义（切线问题）（可编辑修改word版）导数的⼏何意义——切线问题解题模板：计算切线⽅程三部曲1.写出切点坐标(x0 , f (x0))；注意：若切点已知，直接表⽰，切点未知，设参表⽰2.计算切线斜率f '(x0)；3.计算切线⽅程为y -f (x0 )=f '(x0 )(x -x0 ).例. （2016 新课标 2）若直线y =kx +b 是曲线y = ln x + 2 的切线，也是曲线y = ln(x +1) 的切线，则b =．练习：1.（2019 新课标1）曲线y = 3(x2+x)e x在点(0, 0) 处的切线⽅程为.2.（2019 新课标2）曲线y = 2 s in x + cos x 在点(, -1) 处的切线⽅程为( )A. x -y --1 = 0B. 2x -y - 2-1 =0C. 2x +y - 2+1 = 0D. x +y -+1 = 03．（2015 陕西）设曲线y=e x在点（0,1）处的切线与曲线y=1(x>0)上点P 处的切线垂x直，则P 的坐标为．4．(2018 全国卷Ⅲ)曲线y = (ax +1)e x在点(0,1) 处的切线的斜率为-2 ，则a =．5．（2014 新课标Ⅰ）设曲线y =ax - ln(x +1) 在点(0, 0) 处的切线⽅程为y = 2x ，则a = （）A．0 B．1 C．2 D．36（2014 江苏）．在平⾯直⾓坐标系xoy 中，若曲线y =ax2+b（a, b 为常数）过点P(2, -5) x，且该曲线在点P 处的切线与直线7x + 2 y + 3 = 0 平⾏，则a +b =.涉及复合函数f (ax +b)的导函数问题1.（2016 北京）设函数f (x) =xe a -x +bx ，曲线y = f (x) 在点(2, f (2)) 处的切线⽅程为y = (e -1)x + 4 ，a = , b =2．（2014 ⼴东）曲线y =e-5x+ 2 在点(0,3) 处的切线⽅程为．3.（2014 江西）若曲线y=e-x上点P 处的切线平⾏于直线2x+y+1=0,则点P 的坐标是.4. （2009 安徽）已知函数f (x) 在 R 上满⾜f (x) = 2 f (2 -x) -x2+ 8x - 8 ，则曲线y =f (x) 在点(1, f (1)) 处的切线⽅程是( )（A）y = 2x -1 （B）y =x （C）y = 3x - 2 （D）y =-2x + 3与函数奇偶性结合考查1．(2018 全国卷Ⅰ)设函数f (x) =x3+ (a -1)x2+ax ，若f (x) 为奇函数，则曲线y =f (x)在点(0, 0) 处的切线⽅程为（）A.y =-2xB.y =-xC.y = 2xD.y =x2．(2016 年全国Ⅲ) 已知f (x) 为偶函数，当x < 0 时，f (x) = ln(-x) + 3x ，则曲线y =f (x) ，在点(1, -3) 处的切线⽅程是．与最值问题（基本不等式）结合考查41．（2010 辽宁）已知点P 在曲线y= 上，为曲线在点P 处的切线的倾斜⾓，则的e x+1取值范围是（）33A．[0, ) B．[ , ) C．( , ] D．[ ,)4 4 2 2 4 4在点P 处切线与过点P 处切线区别求曲线切线时，要分清在点P 处的切线与过P 点的切线的区别，前者（切点确定）只有⼀条，⽽后者（切点待定）包括了前者．1. 已知函数f(x)＝x3－4x2＋5x－4.(1)求曲线f(x)在点(2，f(2))处的切线⽅程；(2)求经过点A(2，－2)的曲线f(x)的切线⽅程．。

利用导数的几何意义求切线方程切线是曲线上的一条直线，与曲线相切于其中一点，并且在该点处与曲线有相同的斜率。

利用导数的几何意义来求切线方程是一种常用的方法。

为了更好地理解这个过程，我将按照以下步骤进行解释。

首先，让我们从一元函数的导数开始，然后再扩展到二元函数的情况。

对于一元函数f(x)，假设我们有一个点P(x,f(x))。

我们希望找到曲线f(x)与点P处的切线方程。

步骤1：计算导数首先，我们需要计算函数f(x)的导数。

函数的导数描述了函数在其中一点的变化率，也可以理解为函数曲线在该点的切线的斜率。

因此，导数f'(x)可以告诉我们曲线在点P处的斜率。

步骤2：确定切线的斜率由于切线与曲线在点P处有相同的斜率，我们可以使用f(x)的导数f'(x)来找到切线的斜率。

步骤3：利用点斜式写出切线方程我们已经得到了切线的斜率，接下来我们需要确定切线通过点P(x,f(x))。

我们可以使用点斜式，也就是y-y1=m(x-x1)，其中m是切线的斜率，(x1,y1)是切线通过的点。

将点P代入点斜式方程，我们可以得到切线方程的一般形式。

步骤4：化简切线方程最后，我们需要对切线方程进行化简，以得到更简洁的形式。

根据具体的函数形式和需求，我们可以将切线方程进行进一步的简化。

以上是一元函数的情况，下面我们将拓展到二元函数的情况。

对于二元函数z=f(x,y)，我们希望找到曲面与其中一点P(x,y,f(x,y))处的切平面方程。

步骤1：计算偏导数首先，我们需要计算函数f(x,y)在其中一点P的偏导数。

偏导数告诉我们函数值变化的快慢和方向。

在其中一点P处，偏导数可以提供切平面的法向量方向。

步骤2：确定切平面的法向量由于切平面的法向量与曲面在点P处的法向量相同，我们可以使用偏导数来确定切平面的法向量。

步骤3：利用点法式写出切平面方程我们已经得到了切平面的法向量，接下来我们需要确定切平面通过点P(x,y,f(x,y))。