直线和曲线相切满足什么条件,直线与曲线相切有什么关系

首页 > 上门服务 > 作者:YD1662023-06-26 17:02:33

直线和曲线相切满足什么条件,直线与曲线相切有什么关系(1)

一个题外话:

如果你是老师,你会专门给学生讲数学思想的重要性吗?

如果你是学生,你们老师有专门给你们讲过数学思想的重要性吗?

其实数学思想有点像武侠中的心法,具体题型的方法和技巧类似武功招式,两者相辅相成,招式每个人都可以练,这是普适性的,练得好不好与个人勤奋程度有关,而武功心法这种无形的东西跟个人修为有关,初学武时感觉心法并没有太大作用,若与人在招式上棋逢对手,就要比拼内功的时候了,内功心法领悟的透彻,飞花落叶皆可为武器,至于手中的是长剑还是枯木就无关紧要了。

数学思想亦是如此,它的功能简言之就是将复杂题目简化成常规题目,如何进行简化?可换元,可分类讨论,可整体代换,可用图像等工具辅助解题等等,在以往全国卷中前10个选择题几乎用不到数学思想辅助解题,更多的是常规套题题型的应用和变形,但往往在有区分度的题目上,数学思想有时候却能起到拨云见雾的作用。

以上算是卖弄,感想来自于一个学生问到的2021年十月份的中学生标准能力测试中的一个函数题目,该题目试卷类型不同位置有所差别,在新高考试卷中位于第8题,题目如下:

直线和曲线相切满足什么条件,直线与曲线相切有什么关系(2)

分析:题目不是一道原创题,是一道修改后的题目,解题逻辑很清晰,将零点个数转化为图像交点个数,其中一个函数为y=lnx-1,另外一个是y=|a√x-b|,后者函数是一个翻折函数,无论a的正负,图像均为先减后增的形态,如果直接求解,则要同时处理两个曲线函数,两个函数图像的交点个数并不容易判定。

第二个问题,题目为什么求b/a的取值范围,而且给定的函数区间为什么都带有平方的形式,如果令√x=t,后者就变成了直线类型的函数,给定带有平方的区间容易理解了,我查了一下原题,原题是2020年某地的模拟题,当时的题目直接给的就是直线类型的函数,而在这里替换成曲线函数后很多学生就不知道怎么处理了。

直线和曲线相切满足什么条件,直线与曲线相切有什么关系(3)

直线和曲线相切满足什么条件,直线与曲线相切有什么关系(4)

换元之后的函数为带有绝对值的直线翻折类函数,翻折点恰好为b/a,求b/a的范围其实就是确定翻折函数转折点的位置,其中a起到改变图像斜率的功能,当√e≤b/a<e时也并不能保证有两个零点,但题目中的a为存在性,改变a的大小则肯定能使得两函数有两个交点,这两种情况很好理解,关键是第三种情况。

如果b/a<√e时,图像的右侧依旧有可能与y=2lnx-1存在两个交点,如果y=2lnx-1对x没有限制,则翻折函数右侧肯定存在有两个交点的情况,此时以直线与曲线相切为临界点,切点的位置不确定,若切点的横坐标大于等于e时,两函数在(√e,e)上不存在交点,因此若满足要求,则要保证直线与曲线的切点在(√e,e)上。

当切点的横坐标恰好为e时,函数y=2lnx-1在x=e处的切线与x轴交点为e/2,因此只要当b/a位于(e/2,√e)上时,切点的横坐标才会落在(√e,e)上,此时改变a的大小就会出现两函数有两个交点的情况,如下图所示:

直线和曲线相切满足什么条件,直线与曲线相切有什么关系(5)

本题目的难点有两个,一是如何理解“存在a”使得满足要求;二是怎么才能想到用换元法将曲线转化为直线,题目挺有意思,文字叙述稍多,理解即可。

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