Tiếp tuyến của đồ thị hàm số: Phương pháp giải và bài tập hay, chi tiết

312

Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Tiếp tuyến của đồ thị hàm số hay, chi tiết, từ cơ bản đến nâng cao giúp học sinh nắm vững kiến thức về hàm số, từ đó học tốt môn Toán.

Tiếp tuyến của đồ thị hàm số: Phương pháp giải và bài tập hay, chi tiết

A. LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI.

1. Phương pháp giải.

Bài toán 1: Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số C:y=fx tại điểm Mx0;y0 thuộc đồ thị hàm số.

Cho hàm số C:y=fx và điểm Mx0;y0C. Viết phương trình tiếp tuyến với (C) tại M.

Bước 1: Tính đạo hàm y'. Tìm hệ số góc của tiếp tuyến là y'x0.

Bước 2: Phương trình tiếp tuyến tại điểm M là: y=y'x0xx0+y0

Lưu ý:

- Nếu đề bài yêu cầu viết phương trình tiếp tuyến tại điểm có hoành độ x0 thì khi đó ta tìm y0 bằng cách thế vào hàm số ban đầu, tức y0=fx0. Nếu đề cho y0 ta thay vào hàm số để giải ra x0.

- Nếu đề bài yêu cầu viết phương trình tiếp tuyến tại các giao điểm của đồ thị C:y=fxvà đường thẳng d:y=ax+b. Khi đó các hoành độ tiếp điểm là nghiệm của phương trình hoành độ giao điểm giữa d và (C)

Bài toán 2: Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số C:y=fx có hệ số góc k cho trước.

Bước 1: Gọi Δ là tiếp tuyến cần tìm có hệ số góc k.

Bước 2: Giả sử Mx0;y0 là tiếp điểm. Khi đó x0 thỏa mãn: y'x0=k (*) .

Bước 3: Giải (*) tìm x0. Suy ra y0=fx0.

Bước 4: Phương trình tiếp tuyến cần tìm là: y=kxx0+y0

Lưu ý: Đề bài thường cho hệ số góc tiếp tuyến dưới các dạng sau:

- Tiếp tuyến d // Δ:y=ax+b hệ số góc của tiếp tuyến là k=a.

- Tiếp tuyến dΔ:y=ax+b, a0 hệ số góc của tiếp tuyến là k=1a

- Tiếp tuyến tạo với trục hoành một góc α thì hệ số góc của tiếp tuyến  là k=±tanα.

Bài toán 3: Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số C:y=fx biết tiếp tuyến đi qua điểm AxA;yA.

Cách 1.

Bước 1: Phương trình tiếp tuyến đi qua AxA;yA hệ số góc k có dạng

d:y=kxxA+yA()

Bước 2: d là tiếp tuyến của (C) khi và chỉ khi hệ sau có nghiệm:

fx=kxxA+yAf'x=k

Bước 3: Giải hệ này tìm được x suy ra k và thế vào phương trình (), ta được tiếp tuyến cần tìm.

Cách 2.

Bước 1. Gọi Mx0;fx0 là tiếp điểm và tính hệ số góc tiếp tuyến k=y'x0=f'x0 theo x0.

Bước 2. Phương trình tiếp tuyến có dạng:d:y=y'x0.xx0+y0()  . Do điểm AxA;yAd nên yA=y'x0.xAx0+y0 giải phương trình này ta tìm được x0.

Bước 3. Thế x0vào ()  ta được tiếp tuyến cần tìm.

Bài toán 4 : Viết phương trình tiếp tuyến chung của hai đồ thị hàm số C1:y=fx và C2:y=gx.

Bước 1. Gọi d tiếp tuyến chung của C1,  C2 và x0 là hoành độ tiếp điểm của  d và C1 thì phương trình d có dạng  y=f'x0.xx0+fx0***

Bước 2. Dùng điều kiện tiếp xúc của d và C2, tìm được x0.

Bước 3. Thế  x0 vào *** ta được tiếp tuyến cần tìm.

Lưu ý:

- Hệ số góc của tiếp tuyến với (C) tại điểm Mx0;y0 thuộc (C) là: k=y'x0

- Cho đường thẳng d:y=ax+b

Tiếp tuyến của đồ thị hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

- Tiếp tuyến tại các điểm cực trị của đồ thị (C) có phương song song hoặc trùng với trục hoành.

- Cho hàm số bậc 3:  y=ax3+bx2+cx+d,a0

+) Khi a > 0: Tiếp tuyến tại tâm đối xứng của (C) có hệ số góc nhỏ nhất.

+) Khi a < 0: Tiếp tuyến tại tâm đối xứng của (C) có hệ số góc lớn nhất.

2. Công thức tính nhanh.

Bài toán 1: Cho hàm số y=ax+bcx+d   c0,   xdc có đồ thị (C). Phương trình tiếp tuyến Δ tại M thuộc (C) và I là giao điểm 2 đường tiệm cận. Ta luôn có:

- Nếu ΔIM thì chỉ tồn tại 2 điểm  M thuộc 2 nhánh của đồ thị (C) đối xứng qua I và xM=±adbcdc.

Cách nhớ: cxM+d=±adbc

-  M luôn là trung điểm của AB(với A,B là giao điểm của Δ với 2 tiệm cận).

- Diện tích tam giác IAB không đổi với mọi điểm M và SΔIAB=2bcadc2.

- Nếu E,F thuộc 2 nhánh của đồ thị (C) và E,F đối xứng qua I thì tiếp tuyến tại E,F
 song song với nhau (suy ra một đường thẳng d đi qua E,F thì đi qua tâm I).

Chứng minh:

- Ta có y'=adbccx+d2;Idc;ac  là giao điểm của 2 tiệm cận.

- Gọi MxM;axM+bcxM+d(C)  ;  xMdc. Phương trình tiếp tuyến tại M có dạng:

Δ:y=adbc(cxM+d)2(xxM)+axM+bcxM+d

Ta có:

Tiếp tuyến của đồ thị hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Lại có:

- Giao điểm của Δ với tiệm cận ngang là A2xM+dc;ac.

- Giao điểm của Δ với tiệm cận đứng là Bdc;acxM+2bcadccxM+d.

- Xét :

xA+xB=2xM+dcdc=2xMyA+yB=ac+acxM+2bcadccxM+d=2.axM+bcxM+d=2yM

Vậy M luôn là trung điểm của AB.

Ta có:

Tiếp tuyến của đồ thị hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Vậy diện tích ΔIAB không đổi với mọi điểm M.

Ta có:

- Gọi

Tiếp tuyến của đồ thị hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Từ (1) và (2) suy ra kE=kF.

Bài toán 2: Cho hàm số y=ax+bcx+d có đồ thị là (C),c0,  adbc0 . Gọi điểm Mx0;y0 trên (C) biết tiếp tuyến của (C) tại điểm M cắt các trục Ox,Oy lần lượt tại A,B sao cho OA=n.OB. Khi đó x0 thoả mãn cx0+d=±n.adbc.

Chứng minh:

- Xét hàm số y=ax+bcx+d, c0, adbc0.

Ta có  y'=adbccx+d2.

- Gọi Mx0;ax0+bcx0+dC là điểm cần tìm. Gọi Δ tiếp tuyến với (C) tại M ta có phương trình :

Tiếp tuyến của đồ thị hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Tiếp tuyến của đồ thị hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

B. VÍ DỤ MINH HOẠ.

Ví dụ 1.  Tiếp tuyến của đồ thị hàm số y=x4+2x23 tại điểm H có tung độ bằng 21 có phương trình là:

A. y=40x101y=40x59

B. y=40x59y=40x101

C. y=40x+59y=40x+101

D. y=40x59y=40x+101.

Lời giải

Gọi H(x;y0) ta có y0 = 21 nghĩa là x04+2x023=21

Giải phương trình:

x04+2x023=21x0=2x0=2

Đồng thời y'=4x3+4x, suy ra:

y'2=40y'2=40

Vậy có hai tiếp tuyến cần tìm là y=40x59 và y=40x101.

Chọn B.

Ví dụ 2. Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số y=3x3x27x+1 tại điểm A0;1 là

A. y=x+1

B. y=7x+1

C. y=1

D. y=0.

Lời giải

Theo giả thiết ta có x0=0,y0=1 và y'=9x22x7 →y'0=7

Vậy phương trình tiếp tuyến là y=7x+1.

Chọn B.

Ví dụ 3. Cho hàm số y=x12x+1 có đồ thị là C. Gọi điểm Mx0;y0 với x0>1 là điểm thuộc C, biết tiếp tuyến của C tại điểm M cắt trục hoành, trục tung lần lượt tại hai điểm phân biệt A,B và tam giác OAB có trọng tâm G nằm trên đường thẳng d:4x+y=0. Hỏi giá trị của x0+2y0 bằng bao nhiêu?

A. 72

B. 72

C. 52

D. -52

Lời giải

- Gọi  Mx0;x012x0+1C với x01 là điểm cần tìm.

- Gọi Δ tiếp tuyến của (C) tại M ta có phương trình.

Tiếp tuyến của đồ thị hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

- Khi đó Δ tạo với hai trục tọa độ ΔOAB có trọng tâm là

Tiếp tuyến của đồ thị hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Chọn A.

C. BÀI TẬP TỰ LUYỆN.

Câu 1. Phương trình tiếp tuyến của đường cong C:y=x32x+3 tại điểm M1;2 là:

Ay=2x+2

By=3x1

Cy=x+1

Dy=2x.

Câu 2. Tiếp tuyến của đồ thị hàm số y=2x+1x1 tại điểm có hoành độ bằng 2, có hệ số góc:

A. -1

B. -3

C. 3.

D. 5.

Câu 3. Gọi (C) là đồ thị của hàm số y=x332x23x+1. Có hai tiếp tuyến của (C) cùng có hệ số góc bằng 34. Đó là các tiếp tuyến:

Ay=34x+2924 hoặc y=34x+3.

By=34x3712 hoặc y=34x-3.

Cy=34x+3712 hoặc y=34x+134.

Dy=34x-2924 hoặc y=34x+3.

Câu 4. Cho hàm số y=2x3+3x24x+5 có đồ thị là (C). Trong số các tiếp tuyến của (C), có một tiếp tuyến có hệ số góc nhỏ nhất. Hệ số góc của tiếp tuyến này bằng:

A. -3,5

B. - 5,5

C. - 7,5

D. -9,5

Câu 5Cho hàm số y=x36x2+9x có đồ thị (C). Tiếp tuyến của (C) song song với đường thẳng d:y=9x có phương trình:

Ay=9x+40

By=9x40

Cy=9x+32

Dy=9x32

Câu 6. Cho hàm số y=x3+3x2+1 có đồ thị là (C). Gọi Δ là tiếp tuyến của (C) tại điểm A(1;5) và B là giao điểm thứ hai của Δ với V. Diện tích tam giác OAB bằng:

A. 5.

B. 6

C. 12

D682.

Câu 7. Cho hàm số y=2x+1x1 có đồ thị (C). Gọi d là tiếp tuyến của (C), biết d đi qua điểm A(4;-1). Gọi M là tiếp điểm của d và (C), toạ độ điểm M là:

AM2;5,  M0;1

BM2;5,  M2;1

CM0;1,  M2;1.

DM1;32,  M2;1.

Câu 8. Cho hàm số y=x+2x+1 có đồ thị (C). Trong tất cả các tiếp tuyến của (C), tiếp tuyến thỏa mãn khoảng cách từ giao điểm của hai tiệm cận đến nó là lớn nhất, có phương trình:

Ay=x+2 hoặc y=x2.

By=x+2 hoặc y=x1.

C.y=x+2  hoặc y=x2

Dy=x+1 hoặc y=x1.

Câu 9. Từ điểm A23;0 kẻ đến đồ thị hàm số y=56x3+mx2m3 hai tiếp tuyến vuông góc nhau thì tập tất cả các giá trị của m bằng:

Am=12 hoặc m=2.

Bm=-12 hoặc m=-2.

Cm=12  hoặc m=-2.

Dm=-12 hoặc m=2.

Câu 10Cho hàm số y=x42m2x2+2m+1 có đồ thị (C). Tập tất cả các giá trị của tham số m để tiếp tuyến của (C) tại giao điểm của (C) và đường thẳng d:x=1 song song với đường thẳng Δ:y=12x+4 là?

Am=0

Bm=1

Cm=±2

Dm=3

Câu 11Cho hàm số y=ax+2bx+3 có đồ thị là (C). Tại điểm M2;4 thuộc (C), tiếp tuyến của (C) song song với đ­ường thẳng d:7xy+5=0. Khi đó biểu thức liên hệ giữa a và b là:

Ab2a=0.

Ba2b=0.

Cb3a=0.

Da3b=0.

Câu 12. Cho hàm số y=x+bax2  có đồ thị là (C). Biết rằng a và b là các giá trị thỏa mãn tiếp tuyến của (C) tại điểm M1;2 song song với đường thẳng d:3x+y4=0. Khi đó giá trị của a + b bằng:

A. 2.

B. 1.

C. -1.

D. 0.

Câu 13. Cho hàm số y=ax+bx1 có đồ thị là (C). Nếu (C) đi qua A(3;1) và tiếp xúc với đư­ờng thẳng d:y=2x4, thì các cặp số (a;b) theo thứ tự là:

A2;4 hoặc 10;28.

B2;-4 hoặc 10;-28.

C-2;4 hoặc -10;28.

D-2;-4 hoặc -10;-28.

Câu 14. Cho hàm số y=18x474x2 có đồ thị (C) . Có bao nhiêu điểm A thuộc (C) sao cho tiếp tuyến của (C) tại A cắt (C) tại hai điểm phân biệt M(x1;y1),N(x2;y2) (M,N khác A) thỏa mãn y1y2=3(x1x2)

A. 0.

B. 2

C. 3

D. 1

Câu 15. Tiếp tuyến của đồ thị hàm số y=x3+3x2 tại điểm D có hoành độ bằng 2 có phương trình là

A. y=9x+14

B. y=9x+14

C. y=9x+22

D. y=9x+22

Câu 16. Tiếp tuyến của đồ thị hàm số y=x+22x1 tại điểm I có tung độ bằng 1 có phương trình là

A. y=15x+85

B. y=15x25  

C. y=15x+85

D. y=15x25.

Câu 17. Tiếp tuyến của đồ thị hàm số y=14x4+2x2 có hệ số góc bằng x+2y9=0 có phương trình là

A. y=48x+192

B. y=48x+160

C. y=48x160.

D. y=48x192.

Câu 18. Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số y=x+31x biết tiếp tuyến có hệ số góc bằng 4.

A. y=4x3y=4x+13

B. y=4x3y=4x13

C. y=4x+3y=4x+13.

D. y=4x+3y=4x13.

Câu 19. Cho hàm  b y=2x33x1 có đồ thị là (C). Tiếp tuyến của đồ thị (C) vuông góc với đường thẳng x+21y2=0 có phương trình là:

A. y=121x33y=121x+31

B. y=21x33y=21x+31

C. y=21x33y=21x+31

D. y=121x33y=121x+31.

Câu 20. Có bao nhiêu tiếp tuyến của đồ thị hàm số y=x44x2 tại giao điểm của đồ thị với trục Ox ?

A. 4. 

B. 2.

C. 1.

D. 3.

Câu 21. Gọi  là tiếp tuyến của đồ thị hàm số (C): y=x5x+1 tại giao điểm A của (C) và trục hoành. Khi đó, phương trình của đường thẳng d là

A. y=14x54

B.  y=14x54

C. y=14x+54

D. y=-14x+54.

Câu 22. Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số (C): y=14x4+3x22 tại giao điểm M của (C) với trục tung là

A. y=2y=2

B. y=2.

C. y=-2

D. y=2y=0.

Câu 23. Cho hàm số y=x33x2+6x+1 có đồ thị (C). Trong các tiếp tuyến của (C), tiếp tuyến có hệ số góc nhỏ nhất có phương trình là

A. y=3x+2

B. y=3x+2

C. y=3x+8

D. y=3x+8.

Câu 24. Cho hàm số y=x3+6x2+3x1 có đồ thị (C). Trong các tiếp tuyến của (C), tiếp tuyến có hệ số góc lớn nhất có phương trình là

A. y=15x+55

B. y=15x5.  

C. y=15x5.

D. y=-15x+55.

Câu 25. Cho hàm số y=3xx1 có đồ thị (C). Tiếp tuyến của (C) tạo với trục hoành góc 600 có phương trình là

A. y=3x+43y=3x

B. y=3x43y=3x.   

C. y=3x+43y=3x

D. y=3x43y=3x.

Câu 26. Cho hàm số y=x33mx2+3(m+1)x+1, m là tham số. Kí hiệu (Cm) là đồ thị hàm số (1) và K là điểm thuộc (Cm), có hoành độ bằng -1. Tập tất cả các giá trị của tham số m để tiếp tuyến của (Cm) tại điểm K song song với đường thẳng d:3x+y=0 là

A. 1.

B. 

C. 13;1

D. 13.

Câu 27. Cho hàm số y=3x4x3 có đồ thị (C). Từ điểm M1;3 có thể kẻ được bao nhiêu tiếp tuyến với đồ thị hàm số (C) ?

A. 0.

B. 3.

C. 2.

D. 1.

Câu 28. Cho hàm số y=x3x2+x+1 có đồ thị (C). Tiếp tuyến tại điểm N của (C) cắt đồ thị (C) tại điểm thứ hai là M1;2. Khi đó tọa độ điểm N là

A. 1;4.

B. 2;5.

C. 1;2.

D. 0;1.

Câu 29. Cho hàm số y=xx+1 có đồ thị (C) và gốc tọa độ O. Gọi Δ là tiếp tuyến của (C), biết Δ cắt trục hoành, trục tung lần lượt tại hai điểm phân biệt A, B và tam giác OAB cân. Phương trình Δ là

A. y=x+1

B. y=x+4.

C. y=x4

D. y=x.

Câu 30. Cho hàm số y=x4x2+6 có đồ thị (C). Tiếp tuyến của đồ thị (C) cắt các trục Ox, Oy lần lượt tại hai điểm A, B sao cho OB = 36OA có phương trình là:

A. x36y4=0x+36y4=0

B. y=36x86y=36x86.

C. y=36x+58y=36x+58

D. x36y+14=0x+36y+14=0.

Câu 31. Cho hàm số y=2x+3x+1 có đồ thị là . Có bao nhiêu tiếp tuyến của đồ thị (C) tại những điểm thuộc đồ thị có khoảng cách đến đường thẳng d1:3x+4y2=0 bằng 2.

A. 2.

B. 3.

C. 4.

D. 0.

Câu 32. Cho hàm số y=2x1x1 có đồ thị là (C). Gọi I là giao điểm hai tiệm cận của (C). Tìm  điểm M thuộc (C) có hoành độ lớn hơn 1 sao cho tiếp tuyến của (C) tại M vuông góc với đường thẳng MI?

A. M4;73

B. M3;52

C. M2;3.

D. M5;3.

Câu 33. Cho hàm số y=x+12x1 có đồ thị là (C) , đường thẳng d:y=x+m. Với mọi m ta luôn có d cắt (C) tại 2 điểm phân biệt A,B. Gọi k1,k2 lần lượt là hệ số góc của các tiếp tuyến với (C) tại A,B. Tìm M để tổng k1+k2 đạt giá trị lớn nhất.

A. -1

B. -2

C. 3

D. -5

Câu 34. Cho hàm số y=x+22x+3  1.Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số (1), biết tiếp tuyến đó cắt trục hoành, trục tung lần lượt tại hai điểm phân biệt A,B và tam giác OAB cân tại gốc tọa độ O.

A. y=x2

B. y=x.

C. y=x+2.

D. y=x+1.

Câu 35. Cho hàm số y=2x1x1 có đồ thị (C). Lập phương trình tiếp tuyến của đồ thị (C) sao cho tiếp tuyến này cắt các trục Ox,Oy lần lượt tại các điểm A và B thoả mãn OA=4OB.

A. y=14x+54y=14x+134

B. y=14x+54y=14x+132.    

C. y=14x+52y=14x+132

D. y=14x+52y=14x+134.

Câu 36. Cho hàm số y=2x1x+1 có đồ thị (C). Biết khoảng cách từ I1;   2 đến tiếp tuyến của (C) tại  M là lớn nhất thì tung độ của điểm M nằm ở góc phần tư thứ hai, gần giá trị nào nhất?

A. 3e

B. 2e

C. e

D. 4e

Câu 37. Cho hàm số y=2x3x2 có đồ thị (C). Biết tiếp tuyến tại M của (C) cắt hai tiệm cận của (C) tại A, B sao cho AB ngắn nhất. Khi đó, độ dài lớn nhất của vectơ OM gần giá trị nào nhất ?

A. 7.

B. 5.

C. 6.

D. 4.

Câu 38. Cho hàm số y=x2x+1 có đồ thị (C). Phương trình tiếp tuyến Δ của đồ thị hàm số (C) tạo với hai đường tiệm cận một tam giác có bán kính đường tròn nội tiếp lớn nhất. Khi đó, khoảng cách từ tâm đối xứng của đồ thị (C) đến Δ bằng?

A. 3.

B. 26.

C. 23

D. 6.

Câu 39. Cho hàm số y=2x+1x1 có đồ thị (C). Gọi I là giao điểm của hai tiệm cận. Tiếp tuyến Δ của (C) cắt 2 tiệm cận tại A và B sao cho chu vi tam giác IAB đạt giá trị nhỏ nhất. Khoảng cách lớn nhất từ gốc tọa độ đến tiếp tuyến Δ gần giá trị nào nhất?

A. 6.

B. 4.

C. 3.

D. 5.

Câu 40. Cho hàm số y=2x1x2 có đồ thị (C). Gọi I là giao điểm của hai đường tiệm cận. Tiếp tuyến Δ của (C) tại M cắt các đường tiệm cận tại A và B sao cho đường tròn ngoại tiếp tam giác IAB có diện tích nhỏ nhất. Khi đó tiếp tuyến Δ của (C) tạo với hai trục tọa độ một tam giác có diện tích lớn nhất thuộc khoảng nào?

A. 27;  28

B. 28;  29

C26;  27

D. 29;  30.

Đáp án

Tiếp tuyến của đồ thị hàm số và cách giải bài tập – Toán lớp 12 (ảnh 1)

Xem thêm các dạng bài tập Toán lớp 12 có đáp án khác:

Biện luận số nghiệm của phương trình dựa vào đồ thị hàm số

Bài toán tương giao của đồ thị hàm số và cách giải

Công thức xét tính đồng biến, nghịch biến của hàm số chi tiết nhất

Công thức tính cực trị của hàm số chi tiết nhất

Công thức tính GTNN - GTLN của hàm số chi tiết nhất

Từ khóa :
Giải bài tập
Đánh giá

0

0 đánh giá