摘 要:利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義,闡述了如何解決切線問題,給出了求曲線切線方程的方法,體現(xiàn)了導(dǎo)數(shù)與微分在高等數(shù)學(xué)中的一個(gè)重要應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:高等數(shù)學(xué);曲線;切線方程
導(dǎo)數(shù)是從許多實(shí)際問題抽象出來的數(shù)學(xué)概念,它是研究函數(shù)變化的速率問題,它的幾何意義是曲線切線的斜率,我們可以利用導(dǎo)數(shù)求曲線切線的斜率,從而求出曲線的切線方程。
函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是增量之比的極限,即
由導(dǎo)數(shù)的幾何意義可知,函數(shù)y=f(x)在x0處的導(dǎo)數(shù)f(x0)是曲線y=f(x)在點(diǎn)M(x,f(x0))處有切線的斜率,也就是說,可導(dǎo)函數(shù) 其中θ是切線與x軸正向夾角。
曲線y=f(x)在點(diǎn)(x0f(x0))處的切線方程為:
y-f(x0)=f(x0)(x-x0)
一、利用導(dǎo)數(shù)解決初等數(shù)學(xué)中的切線問題
例1.在曲線y=x3+x-2上求一點(diǎn),使曲線在該點(diǎn)的切線與直線 4x-y-3=0平行。
解:由曲線y=x3+x-2得導(dǎo)數(shù)y′=3x2+1,又直線4x-y-3=0的斜率為4
因?yàn)榍芯€與直線4x-y-3=0平行,所以有3x2+1=4,解之得x= ±1,代入曲線y=x3+x-2得到y(tǒng)=0,y=4,故所求點(diǎn)為(1,0),(-1,-4)。
在初等數(shù)學(xué)中切線的斜率計(jì)算是個(gè)難點(diǎn),然而利用導(dǎo)數(shù)計(jì)算切線的斜率就比較容易了。
二、已知函數(shù)是隱函數(shù)求切線方程
例2.求曲線ex+y-xy=1在x=0處的切線方程。
解:將方程ex+y-xy=1兩邊同時(shí)對x,求導(dǎo)得
ex+y(1+y′)-(y+xy′)=0
即yx=0=-1
從而所求切線方程為:y=-x。
三、已知函數(shù)是參數(shù)函數(shù)求切線方程
結(jié)論:求曲線在某處的切線方程,必須知道兩點(diǎn):(1)曲線在該點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)f ′(x0);(2)切點(diǎn)(x0,y0)。一般的,題中只給出兩個(gè)要點(diǎn)中的一個(gè),另一個(gè)是要根據(jù)已知條件求出來的,再則,如果題目中給出了切點(diǎn)的橫坐標(biāo)x0,那么縱坐標(biāo)y0可以通過y0=f(x0)得到。
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作者簡介:辛向紅,女,1962年4月出生,本科,就職于阿拉善職業(yè)技術(shù)學(xué)院,研究方向:數(shù)學(xué)教學(xué)。