CHUYÊN ĐỀ:
BÀI TOÁN TIẾP TUYẾN CỦA ĐỒ THỊ HÀM SỐ
CHỦ ĐỀ 1:
LẬP PHƯƠNG TRÌNH TIẾP TUYẾN CỦA ĐỒ THỊ HÀM SỐ KHI BIẾT TIẾP ĐIỂM.
I.LÝ THUYẾT:
DẠNG TOÁN 1: Viết phương trình tiếp tuyến với đồ thị $\left( C \right)$ tại điểm $M\left( {{x_0};{y_0}} \right)$.
Nếu tiếp điểm của tiếp tuyến với đồ thị hàm số $y = f\left( x \right)$ là $M\left( {{x_0};{y_0}} \right)$ thì phương trình tiếp tuyến là $d:y = f'\left( {{x_0}} \right)\left( {x - {x_0}} \right) + {y_0}$.
A.VÍ DỤ VÀ BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ:
Ví dụ 1: Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số $y = \frac{{{x^2} + ax - 1}}{{x - 1}}$ tại giao điểm của nó với trục tung.
Định hướng giải: Với dạng bài tập này,trước tiên ta cần phải tìm ra tọa độ tiếp điểm mà bài toán yêu cầu.
Lời giải: Tập xác định: $x \ne 1$
Đạo hàm: $y' = \frac{{{x^2} - 2x - a + 1}}{{{{\left( {x - 1} \right)}^2}}}$
Tọa độ giao điểm $M$ của đồ thị hàm số với trục tung $Oy$ là nghiệm của hệ:
\[\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{y = \frac{{{x^2} + ax - 1}}{{x - 1}}}\\
{x = 0}\\
{x \ne 1}
\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{x = 0}\\
{y = 1}
\end{array}} \right. \Leftrightarrow M\left( {0;1} \right)\]
Tiếp tuyến của đồ thị tại điểm $M(0;1)$ có dạng: $y = y'\left( 0 \right)\left( {x - 0} \right) + 1$
Ta có $y'\left( 0 \right) = 1 - a$.
Do đó phương trình tiếp tuyến cần tìm là $y = \left( {1 - a} \right)x + 1.$
Ví dụ 2: Cho hàm số $y = \frac{1}{2}{x^4} - 3{x^2} + \frac{5}{2}$. Gọi $(d)$ là tiếp tuyến của đồ thị tại điểm $M$ có hoành độ ${x_M} = a$.Chứng minh rằng hoành độ các giao điểm của tiếp tuyến (d) với đồ thị là nghiệm của phương trình: ${\left( {x - a} \right)^2}\left( {{x^2} + 2ax + 3{a^2} - 6} \right) = 0.$
Định hướng giải: Ta có thể thấy ví dụ này đã cho sẵn tọa độ của tiếp điểm,như vậy để chứng minh yêu cầu bài toán ta chỉ việc viết ra phương trình tiếp tuyến và lập phương trình hoành độ giao điểm.
Lời giải: Tập xác định: $D = \mathbb{R}$.
Đạo hàm: $y' = 2x^3 - 6x$
Phương trình tiếp tuyến của đồ thi tại M có hoành độ là ${x_M} = a$ có dạng :
$$y = {y'}\left( a \right)\left( {x - a} \right) + y\left( a \right) = \left( {2{a^3} - 6a} \right)x - \frac{{3{a^4}}}{2} + 3{a^2} + \frac{5}{2}$$
Hoành độ giao điểm của tiếp tuyến với đồ thị là nghiệm của phương trình:
$$\frac{1}{2}{x^4} - 3{x^2} + \frac{5}{2} = \left( {2{a^3} - 6a} \right)x - \frac{{3{a^4}}}{2} + 3{a^2} + \frac{5}{2}$$
$$ \Leftrightarrow {x^4} - 6{x^2} - \left( {2{a^3} - 6a} \right)x + 3{a^4} - 6{a^2} = 0$$
$$ \Leftrightarrow {\left( {x - a} \right)^2}\left( {{x^2} + 2ax + 3{a^2} - 6} \right) = 0$$
Vậy ta có điều phải chứng minh.
Bài tập đề nghị:
Bài 1: Cho hàm số $y = \frac{{4 + mx - 3{x^2}}}{{4x + m}}.$ Với giá trị nào của $m$ thì tiếp tuyến của đồ thị tại điểm có hoành độ $x=0$ vuông góc với tiệm cận? (ĐS: $m = \pm 4$ )
Bài 2: Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị $\left( C \right):y = \frac{{2x - 1}}{{x + 1}}$ biết rằng tiếp tuyến có hệ số góc bằng 3 (ĐS: $y = 3x - 1$ hay $y = 3x + 11$ )
Bài 3: Gọi $\left( C \right)$ là đồ thị của hàm số $y = {x^3} + \left( {1 - 2m} \right){x^2} + \left( {2 - m} \right)x + m + 2$. Tìm $m$ để $\left( C \right)$ có tiếp tuyến tạo với $\left( d \right):x + y + 7 = 0$ một góc $\alpha $ sao cho $\cos \alpha = \frac{1}{{\sqrt {26} }}.$ . ĐS:$\left[ \begin{array}{l}
m \ge \frac{1}{{12}}\\
m \le \frac{{ - 11}}{2}
\end{array} \right.,\left[ \begin{array}{l}
m \ge \frac{{ - 2 + \sqrt {19} }}{2}\\
m \le \frac{{ - 2 - \sqrt {19} }}{2}
\end{array} \right.$
Bài 4: (ĐHQG-khối A 2000) Cho hàm số $y = x + 1 + \frac{1}{{x - 1}}\left( C \right)$
Tìm nhữ ng điểm trên $\left( C \right)$ có hoành độ lớn hơn 1 sao cho tiếp tuyến tại điểm đó tạo với 2 đường tiệm cận 1 tam giác có chu vi nhỏ nhất.
ĐS:$M\left( {1 + \frac{1}{{\sqrt[4]{2}}};2 + \sqrt[4]{2} + \frac{1}{{\sqrt[4]{2}}}} \right)$
Bài 5: Cho $\left( C \right):y = \frac{{2x + 1}}{{1 - x}}$
Gọi $\left( \Delta \right)$ là tiếp tuyến tại điểm M(0;1) với $\left( C \right)$. Hãy tìm trên $\left( C \right)$ những điểm có hoành độ lớn hơn 1 mà khoảng cách từ những điểm đó đến $\left( \Delta \right)$ là nhỏ nhất.
ĐS: $M(2;-5)$.
Bài 6: (ĐHKTQD-khối A 2000) Hãy tìm phương trình tất cả các tiếp tuyến với đồ thị hàm số $y = \frac{{{x^3} + 1}}{x}$ biết rằng mỗi một trong các tiếp tuyến đó cùng với các trục tọa độ tạo thành một tam giác có diện tích bằng $\frac{1}{2}$.
ĐS:${d_1}:y = x + 1;{d_2}:y = \frac{9}{{\sqrt[3]{{25}}}}x - \frac{3}{{\sqrt[3]{5}}}$
Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi Nesbit: 24-05-2013 - 01:38