给定曲线f(x)=ax3+x2(a≠0).

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  • 解题思路:(1)先求函数的导函数,然后讨论点P是否为切点,当P(1,2)为切点时,切线斜率k=f'(1),然后利用点斜式方程可求出切线方程,当P(1,2)不是切点时,设切点为T(x0,x03+x02),切线斜率k=f'(x0),然后根据k=kPT建立等式关系,求出切点,从而求出切线方程;

    (2)设Q(x1,ax13+x12),以Q为切点时必然存在一条切线,求出切线方程,然后与曲线联立方程组,使关于x的方程只有一个根x1,△=0,可求出点Q的坐标;

    (3)由题意得:-1≤3ax2+2x≤1,x∈(0,1)恒成立,然后将a分离出来得

    −1−2x

    3

    x

    2

    ≤a≤

    1−2x

    3

    x

    2

    ],然后分别研究左边函数在x∈(0,1)的最大值,右边函数在x∈(0,1)的最小值,即可求出a的取值范围.

    (1)f(x)=x3+x2,f'(x)=3x2+2x

    ①当P(1,2)为切点时,切线斜率k=f'(1)=5,此时切线方程为y-2=5(x-1),即y=5x-3.

    ②当P(1,2)不是切点时,设切点为T(x0,x03+x02),切线斜率k=f'(x0)=3x03+2x0

    另一方面,k=kPT=

    x30+

    x20−2

    x0−1

    x30+

    x20−2

    x0−1=3

    x20+2x0,(x0−1)2(x0+1)=0,

    ∵x0≠1,∴x0=-1,∴T(-1,0),此时切线y=x+1

    综上,所求的切线为y=5x-3或y=x+1.

    (2)设Q(x1,ax13+x12),以Q为切点时必然存在一条切线.

    切线斜率k=f'(x1)=3ax12+2x1

    切线方程为:y-(ax13+x12)=3(ax12+2x1)(x-x1),联立曲线y=ax3+x2

    得(x-x1)[ax2+(ax1+1)x-2ax12-x1]=0,

    由于这样的切线只有一条,所以上述关于x的方程只有一个根x1

    即二次方程ax2+(ax1+1)x-2ax12-x1=0只有一个根x1

    显然把x=x1代入满足,故△=(ax1+1)2+4a(2ax12+x1)=0

    化简为:△=9a2x12+6ax1+1=(3ax1+1)2=0,解得x1=-[1/3a],得Q(−

    1

    3a,

    2

    27a2)

    (3)由题意得:-1≤3ax2+2x≤1,x∈(0,1)恒成立

    ∴[−1−2x

    3x2≤a≤

    1−2x

    3x2

    1−2x

    3x2=

    1/3(

    1

    x2−2

    1

    x)=

    1

    3[(

    1

    x−1)2−1]>−

    1

    3],

    [−1−2x

    3x2=−

    1/3(

    1

    x2+2

    点评:

    本题考点: 利用导数研究曲线上某点切线方程.

    考点点评: 本题主要考查了利用导数研究曲线上某点切线方程,以及恒成立问题,同时考查了分类讨论的数学思想,属于中档题.

    1年前

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