BÀI TẬP GIẢI TÍCH 12 – LTĐH 2012
1
§ 1 – PHƯƠNG TRÌNH TIẾP TUYẾN
ThS. HỒ LỘC THUẬN
A. Kiến thức cơ bản:
Cho hàm số y = f(x) có đồ thị (C)
¾ Hệ số góc của tiếp tuyến là giá trị đạo hàm tại hòanh độ tiếp điểm. ktt = f / (x0)
¾ Tiếp tuyến tại điểm M(x0;y0) ∈ (C): y – y0 = f /(x0).(x – x0)
¾ ĐIỀU KIỆN TIẾP XÚC của 2 đồ thị (C) y=f(x) và (C’) y=g(x) LÀ ⎧⎨
f ( x) = g ( x)
/
/
⎩ f ( x) = g ( x)
(*) CÓ NGHIỆM
Nghiệm x của hệ (*) là hòanh độ tiếp điểm.
B. Dạng toán cơ bản
1 – Tiếp tuyến tại điểm M(x0; y0) ∈ (C) y = f(x)
+ y0 = f(x0)
+ ktt = f/ (x0)
+ PTTT y – y0 = f /(x0).(x – x0)
2 – Tiếp tuyến có hệ số góc ktt cho trước
Cách 1
+ Gọi x0 là hoành độ tiếp điểm.
+ Ta có ktt = f/(x0) → x0 →y0 = f(x0)
+ PTTT (d) y – y0 = ktt.(x – x0)
3 – Tiếp tuyến kẻ từ (đi qua) điểm A (xA; yA)
Cách 1
+ Gọi x0 là hoành độ tiếp điểm.
+ Ta có ktt = f/(x0) ; y0 = f(x0)
+ PTTT (d) : y – y0 = f /(x0).(x – x0)
+ (d) qua A → yA – y0 = f /(x0).(xA – x0)
→ x 0 → (d)
Cách 2 (ĐKTX)
+ (d) có hệ số góc ktt: y = ktt.x + m
⎧⎪ f ( x) = ktt .x + m (1)
+ ĐKTX : ⎨
có nghiệm
/
(2)
⎪⎩ktt = f ( x)
+ Giải (2) → x → thế vào (1) → m → (d)
Cách 2 (ĐKTX)
+ (d) qua A , có hệ số góc k: y = k.(x‐xA) + yA
⎪⎧ f ( x) = k .( x − x A ) + y A (1)
+ ĐKTX : ⎨
có nghiệm
/
(2)
⎪⎩k = f ( x)
+ Thế (2) vào (1) → x → thế vào (2) → k → (d)
C. Một vài kiến thức bổ sung
1 – Hệ số góc của đường thẳng AB là k AB =
yB − y A
xB − x A
2 ‐ Đường thẳng (d) hợp với trục hoành 1 góc ϕ → hệ số góc (d) là kd = ± tan φ
3 ‐ Đường thẳng (d) cắt trục Ox tại A và trục Oy tại B → hệ số góc (d) là kd = ±
4 ‐ Phương trình đường thẳng qua A(xA; yA) có hệ số góc k là : y = k(x – xA) + yA.
5 – Cho hai đường thẳng (d) y = k.x + b ; (d’) y =k’.x + b’
(d) // (d’) ⇔ k = k’ và b ≠ b’
(d) ⊥ (d’) ⇔ k.k’ = –1
kk '+ 1
k −k'
Gọi α = góc (d ; d’) → tanα =
; cos α =
1 + k .k '
1 + k 2 . 1 + k '2
6 – Phương pháp chung để giải bài toán liên quan đến tiếp tuyến:
+ Gọi tiếp điểm M(m;f(m))
+ Viết PTTT tại điểm M
+ Dựa vào giả thiết tìm m
OB
OA
BÀI TẬP GIẢI TÍCH 12 – LTĐH 2012
2
ThS. HỒ LỘC THUẬN
D. Bài tập áp dụng:
Bài 1: Phương trình tiếp tuyến tại điểm
1.1) (TN‐07) Viết PTTT của (C) y = x 3 − 3 x + 2 tại điểm A(2;4)
1.3) (TN‐04) Viết PTTT của (C) y = x 3 − 3 x2 + 4 tại điểm có hoành độ x = 1.
1.4) (TN‐07) Viết PTTT của (C) y = 3 x + 4 tại điểm có tung độ bằng –7
2x − 3
Bài 2: Phương trình tiếp tuyến có hệ số góc cho trước
2x + 1
2.1) (TN‐09) Viết PTTT của (C) y =
, biết hệ số góc của tiếp tuyến bằng –5
x −2
2.2) (B1‐02) Viết p.t.t.t của (C) y = 1 x3 + 1 x 2 − 2 x − 4 biết tiếp tuyến đó song song với d : y = 4x+2.
3
2
3
2
2.3) (B‐06) Viết p.t.t.t của (C) y = x + x − 1 , biết tiếp tuyến vuông góc với (d) y= x–1.
x+2
Bài 3: Phương trình tiếp tuyến đi qua một điểm cho trước
3.1) (TN‐05) Viết PTTT của (C) y = 2 x + 1 , biết tiếp tuyến đó đi qua điểm A(–1;3)
x +1
3.2) (TN‐04) Viết PTTT của (C) y =
1 3
x − x2 biết tiếp tuyến đi qua điểm A(3; 0)
3
2
3.3) (B2‐05) Cho y= x + 2 x + 2 (C ) . CMR không có tiếp tuyến nào của (C) qua điểm I(–1;0).
x +1
E. Bài tập tự luyện cơ bản:
Bài 4 :
3x − 2
tại điểm có tung độ bằng –2
x +1
x+2
4.2) Viết PTTT của (C) y = f ( x) =
tại điểm có hoành độ bằng –5
1− x
4.3) (TN‐06) Viết PTTT của (C) y = x 3 − 6 x2 + 9 x tại điểm có hoành độ là nghiệm của y// =0.
4.1) Viết PTTT của (C) y =
4.4) (TN‐07) Viết PTTT của (C) y = x 4 − 2 x2 + 1 tại điểm có hoành độ là nghiệm của y/ =0
2
4.5) (TN‐07) Viết PTTT của (C) y = x + 1 −
tại giao điểm của (C) và trục tung
2x − 1
4.6) Viết PTTT của (C) y = x( x − 2)2 tại giao điểm của (C) và trục hoành.
4.7) Viết PTTT của (C) y = − x 4 + 2 x2 + 3 tại giao điểm của(C) và đường thẳng y = 3 biết giao điểm
ấy có hoành độ âm.
4.8) Viết PTTT của (C) y = x 3 − 3 x2 + 3 x − 1 tại giao điểm của (C) và (d) y = 3 x − 1
3x + 1
4.9) (D1‐08) Tính diện tích tam giác tạo bởi các trục tọa độ và tiếp tuyến của (C) y =
tại
x +1
điểm M(–2;5)
Bài 5 :
5.1) (D‐10) Viết PTTT của (C) y = − x 4 − x2 + 6 biết tiếp tuyến vuông góc với (d) y = 1 x − 1
6
2
x
+
x
+
4
5.2) (D1‐04) Viết PTTT của (C) y =
biết tiếp tuyến đó vuông góc với d : x–3y+3=0.
x +1
5.3) (TN‐07) Viết PTTT có hệ số góc lớn nhất của (C) y = − x 3 + 3 x2 − 2 .
1
5.4) (B‐04) Viết PTTT Δ của (C) y = x 3 − 2 x 2 + 3 x biết tiếp tuyến có hệ số góc nhỏ nhất
3
2
5.5) (CĐĐL_06) Tìm M∈ (C) y = x + 3x + 6 sao cho tiếp tuyến tại M vuông góc với (d): y= 1 x
x +1
3
BÀI TẬP GIẢI TÍCH 12 – LTĐH 2012
Bài 6 :
3
ThS. HỒ LỘC THUẬN
1
6.1) (A2‐04) Viết p.t.t.t của (C) y= x+ , biết tiếp tuyến đi qua M(–1;7)
x
6.2) (CĐSPMGTW3‐06) Viết pttt của (C) y= x3 –3x2 +2, biết tiếp tuyến qua A(2,–7)
6.3) Cho (C) y= f(x) = x3 –4x2 +4x. Viết PTTT của (C) biết tiếp tuyến qua B(3;3). Tìm tiếp điểm.
6.4) (B‐08) Viết PTTT của (C) y = 4 x 3 − 6 x2 + 1 biết tiếp tuyến đi qua M(–1 ;–9)
6.5) Tìm m để đường thẳng (d) y = 8x + m tiếp xúc với (C) y = − x 4 − 2 x2 + 3
6.6) (D‐2000)Cho (Cm) y= x3 –3x2 +3mx +3m +4. Tìm m để (Cm) tiếp xúc với trục hoành.
F. Bài tập tự luyện nâng cao:
1) D‐05) Gọi M∈(Cm) y = 1 x 3 − m x 2 + 1 có hòanh độ bằng –1. Tìm m để tiếp tuyến của (Cm) tại M song
3
2
3
song với đường thẳng (D): 5x–y=0.
ĐS : m = 4
3
2
2) A1‐08) Tìm m để tiếp tuyến của (C) y = x + 3mx + ( m + 1) x + 1 tại điểm có hoành độ x = –1 đi qua
5
điểm A(1;2).
ĐS: m =
8
3
2
3) Tìm m để tiếp tuyến của (Cm) y = x − 3 x + m tại điểm có hoành độ bằng 1 tạo với hai trục tọa độ
3
một tam giác có diện tích bằng .
ĐS : m=2 ;m=–4
2
2
5
4) Tìm a,b biết (C) y = ax − bx đi qua A(–1 ; ) và tiếp tuyến của (C) tại O(0 ;0) có hệ số góc bằng –3.
x −1
2
ĐS : a= –2 ; b= –3
5) D‐2007) Cho y = 2 x (C). Tìm M ∈ (C) sao cho tiếp tuyến tại M cắt Ox, Oy tại A, B và ΔOAB có
x +1
1
ĐS : M(1;1); M(– ; –2)
2
4
2
x
−
3
6) Tìm các điểm M∈ (C) y =
sao cho tiếp tuyến của (C) tại M cắt 2 tiệm cận tại 2 điểm A, B sao
1
diện tích bằng
x −2
cho AB ngắn nhất.
ĐS : M(1; 1), M(3; 3))
2
7) Tìm m để tại giao điểm của (C) y = (3m+1)x −m +m với Ox, tiếp tuyến song song với (d) y= x–10
x +m
ĐS : m = − 1 ; m = −1
8) Gọi M ∈ (C) y = x + 1 ; tiếp tuyến (Δ) của (C) tại M cắt hai tiệm cận tại A, B
x −1
a) Chứng minh M là trung điểm của AB.
b) Δ IAB có diện tích không đổi (I là giao điểm hai tiệm cận)
c) *Tìm M sao cho chu vi Δ IAB nhỏ nhất.
5
ĐS: M (1 ± 2;1 ± 2 )
2x − 1
biết (d) cắt trục hoành tại A và trục tung tại B sao cho OA=4OB.
x −1
ĐS : x+4y–5=0 ; x+4y–15=0
2
(3m − 1) x + m + m
10) Gọi (d) là tiếp tuyến của (Cm) y =
tại giao điểm của (Cm) và trục hoành. Tìm m
m−x
để (d) tạo với trục hoành một góc 450.
ĐS : m = 1; m = 1
9) Viết PTTT (d) của (C) y =
5
11) D2‐07) Viết PTTT (d) của (C) y =
x
sao cho d tạo với trục Ox một góc 450 . ĐS: y= –x; y= –x+4)
x −1
12) A‐09) Viết PTTT (d) của (C) y = x + 2 biết tiếp tuyến (d) tạo với hai trục tọa độ một tam giác cân.
2x + 3
BÀI TẬP GIẢI TÍCH 12 – LTĐH 2012
13) B2‐03) Cho hàm số y=
vuông góc với IM.
4
ThS. HỒ LỘC THUẬN
ĐS: y = –x +2
2x − 1
(C). Gọi I (1; 2). Tìm M ∈ (C) sao cho tiếp tuyến của (C) tại điểm M
x −1
ĐS : M(0; 1); M(2, 3)
2
14) Tìm m ≠ –1 để đồ thị (Cm) y= x + m tiếp xúc với đường thẳng y = –x+7.
ĐS :m=1
x −1
(2m − 1) x − m2
15) D‐02) Tìm m để (Cm) y =
tiếp xúc với đường thẳng y = x.
x −1
ĐS : m ≠ 1
16) D1‐05) Tìm m để (Cm) y= –x3+(2m+1)x2–m–1 tiếp xúc với (d) y= 2mx–m–1. ĐS : m=0 ; m=1/2
17) A2‐08) Tìm m để y = mx –9 tiếp xúc với (C) y = x 4 − 8 x2 + 7
ĐS : m=0
2
18) Gọi A, B là hai điểm thuộc (C) y = x − 2x + 2 có hoành độ xA, xB thỏa xA+ xB =2. CMR tiếp tuyến
x −1
của (C) tại A và B song song nhau.
19) Tìm m để y = 2x +m cắt (C) y = x + 1 tại 2 điểm phân biệt A, B sao cho tiếp tuyến của (C) tại A và B
B
B
x −1
song song nhau.
ĐS :
3
2
20) Cho (Cm) y = x −(m + 1)x + (m −1)x +1 . CMR với mọi m khác 0, (Cm) luôn cắt trục hoành tại 3
điểm phân biệt A, B, C trong đó B, C có hoành độ phụ thuộc m. Tìm m để tiếp tuyến của (Cm) tại B
và C song song nhau.
ĐS :m=2
*
3
2
21) Tìm 2 điểm A, B∈ (C) y = x –3x +1 sao cho tiếp tuyến của (C) tại A và B song song nhau và
AB= 4 2
ĐS: (3; 1), (–1; –3)
x
+
2
22) Tìm a để từ A(0; a) kẻ được 2 tiếp tuyến tới (C) y =
sao cho 2 tiếp điểm tương ứng nằm về 2
x −1
phía trục Ox.
ĐS: − 2 < a ≠ 1
3
23) HSG Thanh Hóa)* Với mỗi điểm M∈ (C) y = x3 –3x2 +2 kẻ được bao nhiêu tiếp tuyến với (C)?
ĐS: M(a; a3 –3a2 +2) → a = 1: 1 tiếp tuyến; a ≠ 1: 2 tiếp tuyến
24) Tìm m để (Cm) y =
x 2 + mx − 8
x−m
a) CMR nếu (Cm) cắt Ox tại điểm có h.đ xo thì tiếp tuyến tại điểm đó có hệ số góc k =
2 xo + m
.
xo − m
b) Tìm m để (Cm) cắt Ox tại 2 điểm phân biệt A, B sao cho tt của (Cm) tại A và tại B vuông góc
nhau.
ĐS: m = ±2 10
1
x
25) Tìm k để (d) y = k cắt (C) y = x –2 + . tại 2 điểm A, B mà tại đó 2 tiếp tuyến với (C) vuông góc
nhau.
ĐS: k = −2 ± 5
3
2
26) Tìm m để (C) y = x + 3 x + mx + 1 cắt y =1 tại 3 điểm A(0 ;1), B, C sao cho tiếp tuyến của (C) tại B
và C vuông góc nhau.
3
ĐS : m = 9 ± 65
8
2
27) Tìm m để đt (d) qua M (3 ;4) có hệ số góc m cắt (C) y = x − 3 x + 4 tại 3 điểm M, A, B sao cho tiếp
tuyến tại A và B vuông góc nhau.
ĐS : m = 18 ± 3
35
9
2
28) Tìm m để 2 tiếp tuyến của (Cm) y = x − mx + m kẻ từ O(0;0) vuông góc nhau. ĐS : m= 2 ± 3
x −1
2x − 1
29) Tìm M ∈ (C) y =
sao cho khoảng cách từ I(–1 ;2) đến tiếp tuyến của (C) tại M là lớn nhất.
x +1
ĐS : M ( −1 ± 3 ; 2 ∓ 3 )
30) Viết PTTT của (C) y =
x
biết khoảng cách từ tâm đối xứng của (C) đến tiếp tuyến là lớn nhất.
x −1
ĐS : y = –x ; y = –x +4