Cho hàm số \(y={{x}^{3}}-3{{x}^{2}}+4\)có đồ thị (C). Gọi S là tập hợp tất cả các giá trị thực của k để đường thẳng \(y=k(x-2)\)cắt đồ thị (C) tại 3 điểm phân biệt \(M(2;0),\,N,\,P\)sao cho các tiếp tuyến của (C) tại N và P vuông góc với nhau. Tính tổng tất cả các phần tử của S.
Phương trình hoành độ giao điểm của đường thẳng \(y=k(x-2)\) và (C) là:
\(\begin{array}{l}{x^3} - 3{x^2} + 4 = k(x - 2)\\ \Leftrightarrow (x - 2)({x^2} - x - 2) - k(x - 2) = 0\\ \Leftrightarrow (x - 2)\left[ {{x^2} - x -2- k} \right] = 0\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 2\\{x^2} - x -2- k = 0\,\,\,(*)\end{array} \right.\end{array}\)
*) \(x=2\Rightarrow y=0\Rightarrow M(2;0)\)
*) \({{x}^{2}}-x-2-k=0\)
Để (C) cắt d tại 3 điểm phân biệt M, N, P thì phương trình (*) có 2 nghiệm phân biệt khác 2
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
\Delta = 1 + 4\left( {2 + k} \right) > 0\\
{2^2} - 2 - 2 - k \ne 0
\end{array} \right. \) \(\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
9 + 4k > 0\\
k \ne 0
\end{array} \right. \) \(\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
k > - \frac{9}{4}\\
k \ne 0
\end{array} \right.\)
Gọi \({{x}_{1}},\,\,{{x}_{2}}\) lần lượt là hoành độ của điểm N, P. Theo Vi – et, ta có: \({{x}_{1}}+{{x}_{2}}=1,\,\,{{x}_{1}}.{{x}_{2}}=-2-k\)
Ta có: \(y={{x}^{3}}-3{{x}^{2}}+4\Rightarrow y'=3{{x}^{2}}-6x\)
Tiếp tuyến của (C) tại N và P vuông góc với nhau \(\Leftrightarrow y'({{x}_{1}}).y'({{x}_{2}})=-1\)
\(\begin{array}{l} \Leftrightarrow \left( {3{x_1}^2 - 6{x_1}} \right)\left( {3{x_2}^2 - 6{x_2}} \right) = - 1 \\\Leftrightarrow {\left( {3{x_1}{x_2}} \right)^2} - 18{x_1}{x_2}({x_1} + {x_2}) + 36{x_1}{x_2} + 1 = 0\end{array}\)
\(\begin{array}{l}
\Leftrightarrow {\left[ {3\left( { - k - 2} \right)} \right]^2} - 18\left( { - k - 2} \right).1 + 36\left( { - k - 2} \right) + 1 = 0\\
\Leftrightarrow {\rm{9}}{\left( {k + 2} \right)^2} + 18\left( {k + 2} \right) - 36\left( {k + 2} \right) + 1 = 0\\
\Leftrightarrow {\rm{9}}{\left( {k + 2} \right)^2} - 18\left( {k + 2} \right) + 1 = 0\\
\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}
k + 2 = \frac{{9 - 6\sqrt 2 }}{9}\\
k + 2 = \frac{{9 + 6\sqrt 2 }}{9}
\end{array} \right.\\
\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}
k = - 2 + \frac{{9 - 6\sqrt 2 }}{9}\\
k = - 2 + \frac{{9 + 6\sqrt 2 }}{9}
\end{array} \right.\left( {TM} \right)
\end{array}\)
Vậy tổng các phần tử của S là: \( - 2 + \frac{{9 - 6\sqrt 2 }}{9} - 2 + \frac{{9 + 6\sqrt 2 }}{9} = - 2\)
Cho hàm số\(y = a{x^3} + b{x^2} + cx + d(a \ne 0)\)có đồ thị (C), tiếp tuyến của (C ) có hệ số góc đạt giá trị bé nhất khi nào?
Hệ số góc của tiếp tuyến của \(\left( C \right)\) là \(y' = 3a{x^2} + 2bx + c\)là 1 parabol đạt GTNN khi \(a > 0\) tại \(x = - \frac{{2b}}{{2.3a}} = \frac{{ - b}}{{3a}}\).
Cho hàm số \(y=-\frac{x}{2x+1}\) có đồ thị là \(\left( C \right).\) Tìm \(m\) sao cho đường thẳng \(y=x+m\) cắt \(\left( C \right)\) tại 2 điểm phân biệt \(A,\,\,B\) và tổng các hệ số góc của các tiếp tuyến với \(\left( C \right)\) tại \(A,\,\,B\) lớn nhất.
Điều kiện : \(x\ne -\frac{1}{2}.\)
Ta có : \(y=-\frac{x}{2x+1}\Rightarrow y'=-\frac{1}{{{\left( 2x+1 \right)}^{2}}}.\)
Hoành độ giao điểm của \(\left( C \right)\) và \(\left( d \right)\) là nghiệm phương trình: \(-\frac{x}{2x+1}=x+m\)
\(\begin{align} & \Leftrightarrow \left( 2x+1 \right)\left( x+m \right)+x=0 \\ & \Leftrightarrow 2{{x}^{2}}+2\left( m+1 \right)x+m=0\ \ \ \left( * \right) \\\end{align}\)
Có \({\Delta }'={{\left( m+1 \right)}^{2}}-2m={{m}^{2}}+1>0,\,\,\forall m\) suy ra \(\left( d \right)\) luôn cắt \(\left( C \right)\) tại 2 điểm phân biệt.
Gọi \(A\left( {{x}_{1}};\ {{y}_{1}} \right)\) và \(B\left( {{x}_{2}};\ {{y}_{2}} \right)\) là hai giao điểm của hai đồ thị \(\Rightarrow {{x}_{1}},\,\,{{x}_{2}}\) là nghiệm của \(\left( * \right).\)
Áp dụng hệ thức Vi-ét ta có : \(\left\{ \begin{align} & {{x}_{1}}+{{x}_{2}}=-\left( m+1 \right) \\ & {{x}_{1}}{{x}_{2}}=\frac{m}{2} \\\end{align} \right..\)
Khi đó tổng các hệ số góc của các tiếp tuyến tại A và B là :
\(\begin{align} & {{k}_{1}}+{{k}_{2}}=-\frac{1}{{{\left( 2{{x}_{1}}+1 \right)}^{2}}}-\frac{1}{{{\left( 2{{x}_{2}}+1 \right)}^{2}}}=-\frac{\left( {{\left( 2{{x}_{1}}+1 \right)}^{2}}+{{\left( 2{{x}_{2}}+1 \right)}^{2}} \right)}{{{\left( 4{{x}_{1}}{{x}_{1}}+2\left( {{x}_{1}}+{{x}_{2}} \right)+1 \right)}^{2}}} \\ & =-\frac{4\left( x_{1}^{2}+x_{2}^{2} \right)+4\left( {{x}_{1}}+{{x}_{2}} \right)+2}{{{\left( 4{{x}_{1}}{{x}_{1}}+2\left( {{x}_{1}}+{{x}_{2}} \right)+1 \right)}^{2}}}=-\frac{4{{\left( {{x}_{1}}+{{x}_{2}} \right)}^{2}}-8{{x}_{1}}{{x}_{2}}+4\left( {{x}_{1}}+{{x}_{2}} \right)+2}{{{\left( 4{{x}_{1}}{{x}_{1}}+2\left( {{x}_{1}}+{{x}_{2}} \right)+1 \right)}^{2}}} \\ & =\frac{4{{\left( m+1 \right)}^{2}}-8.\frac{m}{2}-4\left( m+1 \right)+2}{{{\left( 4.\frac{m}{2}-2\left( m+1 \right)+1 \right)}^{2}}}=\frac{4{{m}^{2}}+8m+4-4m-4m-4+2}{{{\left( 2m-2m-2+1 \right)}^{2}}} \\ & =-\left( 4{{m}^{2}}+2 \right)=-\,4{{m}^{2}}-2. \\\end{align}\)
Khi đó \({{k}_{1}}+{{k}_{2}}=-\,4{{m}^{2}}-2\le -\,2\) vì \({{m}^{2}}\ge 0.\) Vậy \({{\left\{ {{k}_{1}}+{{k}_{2}} \right\}}_{\max }}\Leftrightarrow m=0.\)
Cho hàm số \(y=\frac{x-1}{2x-3}\). Gọi I là giao điểm của hai tiệm cận của đồ thị hàm số. Khoảng cách từ I đến tiếp tuyến của đồ thị hàm số đã cho đạt giá trị lớn nhất bằng
Gọi độ dài đoạn thẳng IA, IB lần lượt là a, b.
Kẻ \(IH\bot AB,\,H\in AB\).
Tam giác IAB vuông tại I, \(IH\bot AB\)
\(\begin{array}{l} \Rightarrow \frac{1}{{I{H^2}}} = \frac{1}{{I{A^2}}} + \frac{1}{{I{B^2}}} \Leftrightarrow I{H^2} = \frac{{I{A^2}.I{B^2}}}{{I{A^2} + I{B^2}}}\\\mathop \le \limits^{{\mathop{\rm Cos}\nolimits} i} \frac{{I{A^2}.I{B^2}}}{{2IA.IB}} = \frac{{IA.IB}}{2} = {S_{IAB}} = const\end{array}\)
\(\Rightarrow I{{H}_{\max }}=\sqrt{{{S}_{IAB}}}\) khi và chỉ khi \(IA=IB\).
Khi đó, tam giác IAB vuông cân tại I, M trùng H.
\(\Rightarrow \)Ta tìm M bằng cách tìm giao điểm của đường thẳng IM với đồ thị (C).
*) Viết phương trình đường thẳng IM:
Ta có: \(y=\frac{x-1}{2x-3}\Rightarrow y'=\frac{-1}{{{(2x-3)}^{2}}}<0,\,\,\forall x\ne \frac{3}{2}\): Hàm số nghịch biến trên các khoảng \(\left( -\infty ;\frac{3}{2} \right),\,\,\left( \frac{3}{2};+\infty \right)\).
( Đồ thị hàm số có dạng như hình vẽ bên).
Đường thẳng IM là đường thẳng đi qua điểm \(I\left( \frac{3}{2};\frac{1}{2} \right)\) song song với phân giác của góc phần tư thứ nhất : \(y=x\), có phương trình là: \(y=x-1\).
Tọa độ điểm M là nghiệm của hệ phương trình :
\(\left\{ \begin{array}{l}y = x - 1\\y = \frac{{x - 1}}{{2x - 3}}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}y = x - 1\\x - 1 = \frac{{x - 1}}{{2x - 3}}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}y = x - 1\\(x - 1)(2x - 3 - 1) = 0,\,\,x \ne \frac{3}{2}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}y = x - 1\\\left[ \begin{array}{l}x = 1\\x = 2\end{array} \right.\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}x = 1\\y = 0\end{array} \right.\\\left\{ \begin{array}{l}x = 2\\y = 1\end{array} \right.\end{array} \right.\)
Vậy \(M\left( 1;0 \right)\) hoặc \(M\left( 2;1 \right)\).
*) Khoảng cách từ I đến đường tiếp tuyến của (C) tại M :
\(IH=IM=\sqrt{{{\left( 1-\frac{3}{2} \right)}^{2}}+{{\left( 0-\frac{1}{2} \right)}^{2}}}=\sqrt{{{\left( 2-\frac{3}{2} \right)}^{2}}+{{\left( 1-\frac{1}{2} \right)}^{2}}}=\frac{\sqrt{2}}{2}\)
Cho hàm số \(y=\frac{1}{3}{{x}^{3}}-3{{x}^{2}}+x+1\) có đồ thị (C). Trong các tiếp tuyến với đồ thị (C), hãy tìm phương trình tiếp tuyến có hệ số góc nhỏ nhất.
Ta có \(y'={{x}^{2}}-6x+1\Rightarrow y'\left( {{x}_{0}} \right)=x_{0}^{2}-6{{x}_{0}}+1={{\left( {{x}_{0}}-3 \right)}^{2}}-8\ge -8\) là hệ số góc của tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại điểm có hoành độ x0, khi đó hệ số góc nhỏ nhất bằng -8 khi và chỉ khi x0 = 3.
Tại x0 = 3 ta có \({{y}_{0}}=-14\).
Vậy phương tình tiếp tuyến cần tìm là \(y=-8\left( x-3 \right)-14=-8x+10\)
Cho hàm số \(y = - {x^3} + 3{x^2} + 2\) có đồ thị (C). Phương trình tiếp tuyến của (C) mà có hệ số góc lớn nhất là:
Gọi \(M\left( {{x}_{0}};{{y}_{0}} \right)\) là một điểm thuộc đồ thị hàm số (C). Khi đó hệ số góc của (C) tại M là: \(k=y'\left( {{x}_{0}} \right)\)
Để k lớn nhất thì \(y'\left( {{x}_{0}} \right)\) lớn nhất.
Ta có: \(y'=-3{{x}^{2}}+6x=-3\left( {{x}^{2}}-2x+1 \right)+3=-3{{\left( x-1 \right)}^{2}}+3\ge 3\)
\(\Rightarrow Max\,y'=3\Leftrightarrow x-1=0\Leftrightarrow x=1\Rightarrow M\left( 1;\,\,4 \right).\)
Phương trình tiếp tuyến của (C) tại M là: \(y=3\left( x-1 \right)+4=3x+1.\)
Tiếp tuyến có hệ số góc nhỏ nhất của đồ thị hàm số \(y = {x^3} - 3{x^2} + 9x - 5\) có phương trình là :
TXĐ : \(D = R\).
Ta có \(y' = 3{x^2} - 6x + 9 \Rightarrow y'\left( {{x_0}} \right) = 3x_0^2 - 6{x_0} + 9 = 3\left( {x_0^2 - 2{x_0} + 1} \right) + 6 = 3{\left( {{x_0} - 1} \right)^2} + 6 \ge 6\)
\( \Rightarrow y'{\left( {{x_0}} \right)_{\min }} = 6 \Leftrightarrow {x_0} = 1 \Rightarrow {y_0} = 2\)
Do đó phương trình tiếp tuyến có hệ số góc nhỏ nhất là \(y = 6\left( {x - 1} \right) + 2 = 6x - 4\).
Có bao nhiêu điểm thuộc đồ thị hàm số \(y=\frac{2x-1}{x-1}\) thỏa mãn tiếp tuyến với đồ thị tại điểm đó có hệ số góc bằng 2018?
Đk: \(x\ne 1\).
\({y}'=\frac{-1}{{{\left( x-1 \right)}^{2}}}\).
Hoành độ của các điểm thuộc đồ thị hàm số mà tiếp tuyến tại đó có hệ số góc bằng 2018 là nghiệm của phương trình
\(\frac{-1}{{{\left( x-1 \right)}^{2}}}=2018\) (vô nghiệm) nên không có điểm nào thỏa mãn.
Gọi \(d\) là tiếp tuyến tại điểm cực đại của đồ thị hàm số \(y={{x}^{4}}-3{{x}^{2}}+2.\) Mệnh đề nào dưới đây đúng?
Ta có \(y' = 4{x^3} - 6x = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}x = 0\\x = \pm \dfrac{{\sqrt 6 }}{2}\end{array} \right.\).
Xét dấu đạo hàm ta thấy hàm số đạt cực đại tại \(x = 0\) nên điểm cực đại của đồ thị hàm số là \(\left( {0;2} \right)\).
Phương trình tiếp tuyến với đồ thị hàm số tại \(\left( {0;2} \right)\) có phương trình \(y = y'\left( 0 \right)\left( {x - 0} \right) + 2 = 2\) hay \(y = 2\).
Do đó tiếp tuyến song song với đường thẳng \(y = 3\).
Số tiếp tuyến của đồ thị hàm số \(y = {x^4} - 2{x^2} - 3\) song song với trục hoành là :
Phương trình trục hoành: \(y = 0\).
Ta có \(y' = 4{x^3} - 4x \Rightarrow \) Hệ số góc của tiếp tuyến tại điểm có hoành độ \(x = {x_0}\) là \(y'\left( {{x_0}} \right) = 4x_0^3 - 4{x_0}\).
Tiếp tuyến // Ox \( \Rightarrow y'\left( {{x_0}} \right) = 0 \Leftrightarrow 4x_0^3 - 4{x_0} = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{x_0} = 0\\{x_0} = \pm 1\end{array} \right.\).
Khi \(x=0\) ta được một tiếp tuyến là \(y=-3\).
Khi \(x=\pm1\) ta tìm được hai tiếp tuyến trùng nhau là \(y=-4\)
Vậy có hai tiếp tuyến song song với trục hoành.
Cho hàm số \(y={{x}^{3}}+3x-2\) có đồ thị \(\left( C \right)\) Có bao nhiêu đường thẳng là tiếp tuyến của đồ thị \(\left( C \right)\) song song với đường thẳng \(d:\ y=6x-4\)
Ta có: \(y'=3{{x}^{2}}+3\)
Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại \(M\left( {{x}_{0}};\ {{y}_{0}} \right)\in \left( C \right)\) là: \(y=\left( 3x_{0}^{2}+3 \right)\left( x-{{x}_{0}} \right)+{{y}_{0}}\)
\(\begin{align} & \Leftrightarrow y=\left( 3x_{0}^{2}+3 \right)x-3x_{0}^{3}-3{{x}_{0}}+x_{0}^{3}+3{{x}_{0}}-2 \\ & \Leftrightarrow y=\left( 3x_{0}^{2}+3 \right)x-2x_{0}^{3}-2. \\\end{align}\)
Tiếp tuyến song song với đường thẳng \(d:\;\;y = 6x - 4 \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
3x_0^2 + 3 = 6\\
- 2x_0^3 - 2 \ne - 4
\end{array} \right.\)
\(\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x_0^2 = 1\\x_0^3 \ne 1\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
\left[ \begin{array}{l}{x_0} = 1\\{x_0} = - 1\end{array} \right.\\{x_0} \ne 1\end{array} \right. \Leftrightarrow {x_0} = 1.\)
Vậy có 1 tiếp tuyến cần tìm.
Cho hàm số \(y = \dfrac{{2x + 1}}{{x + 1}}(C)\), gọi \(I\) là tâm đối xứng của đồ thị \((C)\) và \(M(a;b)\) là một điểm thuộc đồ thị. Tiếp tuyến của đồ thị \((C)\) tại điểm \(M\) cắt hai tiệm cận của đồ thị \((C)\) lần lượt tại hai điểm \(A\) và \(B\). Để tam giác $I A B$ có bán kính đường tròn nội tiếp lớn nhất thì tổng \(a + b\) bằng
Bước 1: Tìm I và tham số hóa điểm M. Viết phương trình tiếp tuyến tại M.
Ta có \(I( - 1;2);M\left( {a;\dfrac{{2a + 1}}{{a + 1}}} \right)\). Lại có, \(y'\left( a \right) = \dfrac{1}{{{{(a + 1)}^2}}}\).
Phương trình tiếp tuyến tại \(M:y = \dfrac{1}{{{{(a + 1)}^2}}}(x - a) + \dfrac{{2a + 1}}{{a + 1}}\).
Bước 2: Tìm giao của tiếp tuyến với 2 đường tiệm cận.
Giao của tiếp tuyến và tiệm cận đứng \(A\left( { - 1;\dfrac{{2a}}{{a + 1}}} \right)\).
Giao của tiếp tuyến và tiệm cận ngang \(B(2a + 1;2)\).
Tam giác IAB vuông tại I.
Bước 3: Sử dụng công thức diện tích để chứng minh tích p.r là một hằng số không đổi.
Ta có \(IA = \dfrac{2}{{|a + 1|}};IB = 2|a + 1|\);
\({S_{\Delta IAB}} = \dfrac{1}{2}IA.IB = 2\).
Mà \({S_{\Delta IAB}} = p.r \Rightarrow p.r = 2\)
\(p = IA + IB + AB\)\( = IA + IB + \sqrt {I{A^2} + I{B^2}} \)\( \ge 2\sqrt {IA.IB} + \sqrt {2.IA.IB} \)\( = 2\sqrt {2.4} + \sqrt {2.2.4} =4+4\sqrt {2}\)
Bước 4: Lập luận tìm a+b.
Suy ra \({r_{\max }}\) khi \({p_{\min }}\). Dấu "=" xảy ra khi và chỉ khi \(IA = IB\).
Suy ra \(M\) là giao điểm của đường thẳng \(d\) đi qua \(I\) có hệ số góc \(k = - 1\) và đồ thị hàm số.
Phương trình \(d\) có dạng \(y - 2 = - 1(x + 1) \Leftrightarrow y = - x + 1\)
Hoành độ giao điểm của \(d\) và đồ thị hàm số là nghiệm của phương trình \( - x +1= \dfrac{{2x + 1}}{{x + 1}} \Leftrightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 0}\\{x = - 2}\end{array}} \right.\)
\( \Rightarrow \left[ {\begin{array}{*{20}{l}}{M(0;1)}\\{M( - 2;3)}\end{array} \Rightarrow a + b = 1} \right.\)
Vậy với cả 2 trường hợp thì giá trị của a+b đều bằng 1.
Cho hàm số \(y={{x}^{4}}-2{{x}^{2}}+3x+1\) có đồ thị \(\left( C \right).\) Có tất cả bao nhiêu tiếp tuyến của đồ thị \(\left( C \right)\) song song với đường thẳng \(y=3x+2018\) ?
Ta có : \(y'=4{{x}^{3}}-4x+3.\)
Gọi \(M\left( {{x}_{0}};{{y}_{0}} \right)\in \left( C \right)\). Khi đó phương trình tiếp tuyến của (C) tại M là : \(y=y'\left( {{x}_{0}} \right)\left( x-{{x}_{0}} \right)+{{y}_{0}}\)
\(\begin{align} & \Leftrightarrow y=\left( 4x_{0}^{3}-4{{x}_{0}}+3 \right)\left( x-{{x}_{0}} \right)+x_{0}^{4}-2x_{0}^{2}+3 \\ & \Leftrightarrow y=\left( 4x_{0}^{3}-4{{x}_{0}}+3 \right)x-4x_{0}^{4}+4x_{0}^{2}+3{{x}_{0}}+x_{0}^{4}-2x_{0}^{2}+3 \\ & \Leftrightarrow y=\left( 4x_{0}^{3}-4{{x}_{0}}+3 \right)x-3x_{0}^{4}+2x_{0}^{2}+3{{x}_{0}}+3. \\ \end{align}\)
Tiếp tuyến của đồ thì (C) song song với đường thẳng \(y=3x+2018\)
\(\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
4x_0^3 - 4{x_0} + 3 = 3\\
- 3x_0^4 + 2x_0^2 + 3{x_0} + 3 \ne 2018
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
\left[ \begin{array}{l}
{x_0} = - 1\\
{x_0} = 0\\
{x_0} = 1
\end{array} \right.\\
- 3x_0^4 + 2x_0^2 + 3{x_0} + 3 \ne 2018
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}
{x_0} = - 1\\
{x_0} = 0\\
{x_0} = 1
\end{array} \right.\)
Với \(x = 0\) thì \(y = 1\) suy ra phương trình tiếp tuyến \(y = 3\left( {x - 0} \right) + 1 \Leftrightarrow y = 3x + 1\).
Với \(x = 1\) thì \(y = 3\) suy ra phương trình tiếp tuyến \(y = 3\left( {x - 1} \right) + 3 \Leftrightarrow y = 3x\).
Với \(x = - 1\) thì \(y = - 3\) suy ra phương trình tiếp tuyến \(y = 3\left( {x + 1} \right) - 3 \Leftrightarrow y = 3x\).
Hai tiếp tuyến tại các điểm \(\left( {1;3} \right),\left( { - 1; - 3} \right)\) trùng nhau.
Vậy có tất cả \(2\) tiếp tuyến thỏa mãn yêu cầu bài toán.
Số tiếp tuyến của đồ thị hàm số \(y=\frac{3x-1}{x-3}\) song song với đường thẳng \(y=-\,2x+1\) là
Gọi \(M\left( a;y\left( a \right) \right)\in \left( C \right),\) có \({y}'\left( a \right)=-\frac{8}{{{\left( a-3 \right)}^{2}}}\)\(\Rightarrow \) Phương trình tiếp tuyến của \(\left( C \right)\) tại \(M\) là \(y-y\left( a \right)={y}'\left( a \right)\left( x-a \right)\Leftrightarrow y=-\frac{8}{{{\left( a-3 \right)}^{2}}}\left( x-a \right)+\frac{3a-1}{a-3}\,\,\left( d \right).\)
Vì \(\left( d \right)\) song song với đường thẳng \(y=-\,2x+1\) nên suy ra \(-\frac{8}{{{\left( a-3 \right)}^{2}}}=-\,2\Leftrightarrow {{\left( a-3 \right)}^{2}}=4\Leftrightarrow \left[ \begin{align} & a=5 \\ & a=1 \\\end{align} \right..\)
Khi đó, phương trình\(\left[ \begin{array}{l}
y = - \,2\left( {x - 5} \right) + 7\\
y = - \,2\left( {x - 1} \right) - 1
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}
y = - \,2x + 17\\
y = - \,2x + 1 \, \, (ktm)
\end{array} \right..\)
Cho hàm số \(y={{x}^{3}}-3{{x}^{2}}+2x.\) Có tất cả bao nhiêu tiếp tuyến của đồ thị hàm số đi qua điểm \(A\left( -\,1;0 \right)\) ?
Gọi \(M\left( m;y\left( m \right) \right)\) thuộc \(\left( C \right)\)\(\Rightarrow \,\,{y}'\left( m \right)=3{{m}^{2}}-6m+2\) và \(y\left( m \right)={{m}^{3}}-3{{m}^{2}}+2m.\)
Suy ra phương trình tiếp tuyến của \(\left( C \right)\) tại \(M\) là \(y-{{m}^{3}}+3{{m}^{2}}-2m=\left( 3{{m}^{2}}-6m+2 \right)\left( x-m \right).\)
Vì tiếp tuyến \(d\) đi qua \(A\left( -\,1;0 \right)\) suy ra \(-\,{{m}^{3}}+3{{m}^{2}}-2m=\left( 3{{m}^{2}}-6m+2 \right)\left( -\,1-m \right)\Leftrightarrow {{m}^{3}}-3m+1=0.\)
Giải phương trình, tìm được 3 nghiệm \(m\) \(\xrightarrow{{}}\) Có tất cả 3 tiếp tuyến cần tìm.
Tìm số tiếp tuyến của đồ thị hàm số \(y = 4{x^3} - 6{x^2} + 1\), biết tiếp tuyến đó đi qua điểm M(- 1; - 9)
\(y = 4{x^3} - 6{x^2} + 1 \Rightarrow y' = 12{x^2} - 12x\)
Bước 1: Gọi tiếp điểm của tiếp tuyến với đồ thị là \(A\left( {{x_0};{y_0}} \right)\)
Bước 2: Phương trình tiếp tuyến tại điểm A có dạng \(y = y'\left( {{x_0}} \right)\left( {x - {x_0}} \right) + {y_0}\)
Có \({y_0} = 4x_0^3 - 6x_0^2 + 1;\,\,y'\left( {{x_0}} \right) = 12x_0^2 - 12{x_0}\)
Khi đó ta có phương trình tiếp tuyến tại A là: \(y = \left( {12x_0^2 - 12{x_0}} \right)\left( {x - {x_0}} \right) + 4x_0^3 - 6x_0^2 + 1\)
Mà tiếp tuyến đi qua điểm M( - 1; - 9) nên ta có:
\(\begin{array}{l}\,\,\,\,\,\,\,\,\, - 9 = \left( {12x_0^2 - 12{x_0}} \right)\left( { - 1 - {x_0}} \right) + 4x_0^3 - 6x_0^2 + 1\\ \Leftrightarrow - 9 = - 12x_0^2 - 12x_0^3 + 12{x_0} + 12x_0^2 + 4x_0^3 - 6x_0^2 + 1\\ \Leftrightarrow 8x_0^3 + 6x_0^2 - 12{x_0} - 10 = 0\\ \Leftrightarrow 4x_0^3 + 3x_0^2 - 6{x_0} - 5 = 0\\ \Leftrightarrow \left( {{x_0} + 1} \right)\left( {4x_0^2 - {x_0} - 5} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{x_0} = - 1\\{x_0} = \frac{5}{4}\end{array} \right..\end{array}\)
Phương trình có 2 nghiệm thực nên có 2 tiếp tuyến đi qua M.
Có bao nhiêu tiếp tuyến với đồ thị \(\left( C \right):y = \dfrac{{3 - 4x}}{{2x - 1}}\) đi qua điểm \(M\left( {0;1} \right)\)?
TXĐ: \(D = R\backslash \dfrac{1}{2}\)
Ta có: \(y = \dfrac{{3 - 4x}}{{2x - 1}} \Rightarrow y' = \dfrac{{ - 2}}{{{{\left( {2x - 1} \right)}^2}}}\)
Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số đã cho là: \(y = \dfrac{{ - 2}}{{{{\left( {2{x_0} - 1} \right)}^2}}}\left( {x - {x_0}} \right) + \dfrac{{3 - 4{x_0}}}{{2{x_0} - 1}}\)
Tiếp tuyến đi qua M(0 ;1)
\(\begin{array}{l} \Rightarrow \frac{{2{x_0}}}{{{{\left( {2{x_0} - 1} \right)}^2}}} + \frac{{3 - 4{x_0}}}{{2{x_0} - 1}} = 1 \Leftrightarrow 2{x_0} + \left( {3 - 4{x_0}} \right)\left( {2{x_0} - 1} \right) = {\left( {2{x_0} - 1} \right)^2}\\ \Leftrightarrow 2{x_0} - 8x_0^2 + 10{x_0} - 3 = 4x_0^2 - 4{x_0} + 1 \Leftrightarrow 12x_0^2 - 16{x_0} + 4 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{x_0} = 1\\{x_0} = \frac{1}{3}\end{array} \right.\end{array}\)
Nhận thấy phương trình \(\left( 1 \right)\) có hai nghiệm phân biệt nên có 2 tiếp tuyến thỏa mãn đề bài
Cho hàm số \(y=\frac{x-1}{x+2}\left( C \right)\). Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại giao điểm của (C) với trục \(Ox\) là:
Ta có \({y}'=\frac{3}{{{\left( x+2 \right)}^{2}}},\,\left( x\ne -2 \right)\).
Hoành độ tiếp điểm \(M\) là nghiệm của phương trình \(\frac{x-1}{x+2}=0\) \(\Leftrightarrow x=1\) \(\Rightarrow M\left( 1;0 \right)\).
Phương trình tiếp tuyến tại \(M\) có dạng \(y={y}'\left( 1 \right)\left( x-1 \right)+0\Leftrightarrow y=\frac{1}{3}\left( x-1 \right)\Leftrightarrow y=\frac{1}{3}x-\frac{1}{3}\).
Viết phương trình tiếp tuyến của \(\left( C \right)\,\,y=\frac{1}{3}{{x}^{3}}+{{x}^{2}}-2\) tại điểm có hoành độ là nghiệm của phương trình \(y''=0.\)
Ta có: \(y'={{x}^{2}}+2x\Rightarrow y''=2x+2\Rightarrow y''=0\Leftrightarrow 2x+2=0\Leftrightarrow x=-1.\)
Với \(x=-1\) ta có: \(y\left( -1 \right)=-\frac{4}{3}\Rightarrow M\left( -1;-\frac{4}{3} \right).\)
Khi đó phương trình tiếp tuyến của đồ thị (C) tại điểm M là:
\(y=y'\left( -1 \right)\left( x+1 \right)-\frac{4}{3}=-\left( x+1 \right)-\frac{4}{3}=-x-\frac{7}{3}.\)
Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số \(y = {x^2}-x-2\) tại điểm có hoành độ \(x = 1\) là
Có \(y' = 2x-1\)
\(M\left( {1;-2} \right)\) thuộc đồ thị hàm số và có hoành độ \(x = 1\)
Tiếp tuyến với đồ thị hàm số có hệ số góc \(k = y'\left( 1 \right) = 1\) và có phương trình là \(y = 1.\left( {x-1} \right)-2 \Leftrightarrow y = x-3\)