🎊 切线方程

切线方程

在本文中,我们将了解如何找到曲线的切线方程。此外,您还可以通过不同难度级别的已解决练习进行训练。

函数在一点的切线方程

函数 f(x) 在 x=x 0处的切线方程为:

其中点P(x 0 ,y 0 )是切线与函数重合的点。而切线的斜率m等于曲线在x 0点处的导数,即m=f'(x 0 )。

在上图中你可以看到一条曲线

用与函数相切的蓝色线和橙色线表示

关于

,因为它们只有这一点的共同点。那么,这条切线的方程是

,其斜率为

如何求正切方程

要找到函数在一点的切线方程,您需要执行以下操作:

通过计算函数在切点处的导数来求出切线的斜率。

确定切线上的一点。

使用计算出的斜率和切线点求出切线方程。

曲线切线方程示例

了解了正切方程的理论后,让我们看看如何通过逐步求解示例来计算正切方程:

计算曲线的切线方程

关于

我们知道,正切方程总是以下形式:

首先要做的是计算直线的斜率。因此,切线的斜率,

,将是曲线在切点 x=1 处的导数值,即

因此,我们对函数进行微分,然后计算

一旦我们知道了

,我们需要找到一个点

的切线来完成切线方程。

切线方程和曲线方程总是有一个公共点,在本例中是

。因此,就像曲线

通过这个点,我们可以通过计算找到该点的另一个分量

因此切点为:

曲线和切线都经过该点,所以我们也可以用它来求切线的方程。

剩下的就是将找到的斜率和切线点的值代入其方程:

简而言之,正切方程为:

您还可以用直线的显式方程来表达切线的方程:

下面你可以看到代表的曲线

和它的切线

正如你所看到的,曲线

和切线

他们只有一个共同点

,正如我们计算的那样。

已解答的正切方程练习

练习1

计算曲线的切线方程

关于

查看解决方案

正切方程始终采用以下形式:

步骤一:计算切线的斜率

斜率m是曲线在切点处的导数值。因此,在这种情况下

第二步:找到切线上的点

切线方程和曲线方程总是有一个公共点,在本例中为

。因此,就像曲线

通过这个点,我们可以通过计算找到该点的另一个分量

因此,曲线和切线都经过的点就是该点

第三步:写出正切方程

剩下的就是将找到的斜率和切线点的值代入其方程:

因此,正切方程为:

练习2

计算曲线的切线方程

在坐标原点。

查看解决方案

坐标原点指的是该点

因此,我们必须计算函数在该点的正切值

首先,我们通过计算坐标原点处的导数来确定切线的斜率值:

在这种情况下,我们已经知道切线经过的点。因为该语句告诉我们直线必须在坐标原点处与曲线相切,也就是说在该点

所以曲线和切线共有的点就是点

最后,只需将找到的斜率和切线点的值代入方程即可:

综上,正切方程为:

练习3

计算曲线的切线

与右边平行

查看解决方案

在这个问题中,我们被告知切线必须平行于直线

如果两条线具有相同的斜率,则它们是平行的。因此,切线必须具有与直线相同的斜率

这意味着我们需要找到直线的斜率

为此,我们清除变量并:

所以直线的斜率

是 4,因为当 y 明确时,直线的斜率是 x 的乘积。

因此,切线的斜率也必须为 4,因为要使它们平行,它们必须具有相同的斜率。

在这种情况下,它们不会告诉我们曲线和切线之间的切点。但我们知道曲线在切点处的导数等于切线的斜率,即

。那么我们如何知道的价值

,我们可以从方程中找到 x 0

为此,我们首先计算

现在我们解决

知道

一旦我们知道了该点的x坐标,我们就可以通过计算找到该点的另一个坐标

因此,曲线和切线都经过的点就是该点

剩下的就是将找到的斜率和切线点的值代入其方程:

正切方程为:

练习4

计算曲线的切线

与 X 轴形成 45° 角。

查看解决方案

问题陈述告诉我们切线必须与 X 轴形成 45° 角。在这些情况下,必须应用以下公式来计算斜率值:

该语句没有指定曲线和切线之间的切点。但我们知道,曲线在切点处的导数就相当于切线的斜率,即

。因此,我们可以通过求解方程来计算 x 0

为此,我们首先计算

现在我们解决

知道

一旦我们知道了该点的x坐标,我们就可以通过计算找到该点的另一个坐标

因此,曲线和切线都经过的点就是该点

剩下的就是将找到的斜率和切线点的值代入其方程:

最后,我们进行运算来求正切方程:

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