Lớp 12: Bí kíp đạt ít nhất 24 điểm thi THPT Quốc Gia chỉ 399k, tại khoahoc.vietjack.com. Xem ngay Xem ngay!

Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số - Toán lớp 12



Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số

A. Phương pháp giải & Ví dụ

Phương pháp giải

1. Ý nghĩa hình học của đạo hàm

Cho hàm số y = f(x) có đồ thị (C) và điểm. M0 (x0; y0) ∈ (C)

Tiếp tuyến của đồ thị (C) tại điểm M0 có dạng y = f'(x0 )(x - x0 ) + y0

Trong đó:

 Điểm M0 (x0; y0) ∈(C) được gọi là tiếp điểm ( với y0 = f(x0)).

 k = f'x0) là hệ số góc của tiếp tuyến.

Chú ý:

 Đường thẳng bất kỳ đi qua M0 (x0; y0) có hệ số góc k, có phương trình

y = k(x - x0 ) + y0

 Cho hai đường thẳng Δ1:y = k1 x + m1 và Δ2:y = k2 x + m2

Lúc đó: Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

2. Điều kiện tiếp xúc của hai đồ thị

Cho hai hàm số y = f(x),(C) và y = g(x),(C')

(C) và (C' ) tiếp xúc nhau khi chỉ khi hệ phương trình

Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp áncó nghiệm.

Nghiệm của hệ là hoành độ tiếp điểm của hai đồ thị đó.

Đặc biệt: Đường thẳng y = kx + m là tiếp tuyến với (C):y = f(x) khi chỉ khi hệ Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp áncó nghiệm.

3. Các dạng phương trình tiếp tuyến thường gặp

Cho hàm số y = f(x) gọi đồ thị của hàm số là (C)

Dạng 1. Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số (C):y = f(x) tại M0 (x0; y0)

Phương pháp

Bước 1. Tính y' = f' (x) suy ra hệ số góc của phương trình tiếp tuyến là k = y' (x0).

Bước 2. Phương trình tiếp tuyến của đồ thị (C) tại điểm M0 (x0; y0) có dạng

y - y0 = f'(x0)(x - x0)

Dạng 2. Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số (C):y = f(x) có hệ số góc k cho trước.

Phương pháp

Bước 1. Gọi M0 (x0; y0) là tiếp điểm và tính y' = f' (x).

Bước 2. Hệ số góc tiếp tuyến là k = f' (x0). . Giải phương trình này tìm được x0 thay vào hàm số được y0.

Bước 3. Với mỗi tiếp điểm ta tìm được các tiếp tuyến tương ứng

d: y - y0 = f' (x0)(x - x0)

Chú 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 d Δ:y = ax + b(a ≠ 0)⇒ hệ số góc của tiếp tuyến là k = -1/a

Tiếp tuyến tạo với trục hoành một góc α thì hệ số góc của tiếp tuyến d là k = ±tan⁡α

Dạng 3. Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số (C):y = f(x) biết tiếp tuyến đi qua điểm A(xA; yA)

Phương pháp

Cách 1.

Bước 1: Phương trình tiếp tuyến đi qua A(xA; yA) hệ số góc k có dạng

d:y = k(x - xA ) + yA (*)

Bước 2: là tiếp tuyến của khi và chỉ khi hệ sau có nghiệm:

Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

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 M(x0; f(x0 )) 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'(x0 )(x - x0 ) + y0 (**). Do điểm A(xA; yA) ∈ d nên yA = y'(x0 )(xA - x0 ) + y0 giải phương trình này ta tìm được x0 .

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

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho hàm số (C):y = x3 + 3x2. Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại điểm M(1; 4).

Hướng dẫn

Ta có y' = 3x2 + 6x; y'(1) = 9

Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại điểm M(1; 4) là:

y = 9(x - 1) + 4 = 9x - 5

Ví dụ 2: Cho hàm số (C):y = 4x3 - 6x2 + 1. Viết phương trình tiếp tuyến của (C) biết tiếp tuyến đi qua điểm A(-1; -9).

Hướng dẫn

Ta có y' = 12x2 - 12x

Gọi M(x0, y0) là tọa độ tiếp điểm

Phương trình tiếp tuyến của (C) tại điểm M có dạng:

y = (12x02 - 12x0> )(x - x0 ) + 4x03 - 6x02 + 1

Vì tiếp tuyến đi qua điểm A(-1; -9) nên ta có:

-9 = (12x02 - 12x0 )( -1 - x0 ) + 4x03 - 6x03 + 1

Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Với Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án .

Khi đó phương trình tiếp tuyến cần tìm là y = 15/4 (x - 5/4) - 9/16 = 15/4 x - 21/4

Với x0 = -1 thì Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án.

Khi đó phương trình tiếp tuyến cần tìm là y = 24(x + 1) - 9 = 24x + 15

Ví dụ 3: Cho hàm số (C):Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án. Viết phương trình tiếp tuyến của (C) biết tiếp tuyến song song với đường thẳng có phương trình Δ:3x - y + 2 = 0

Hướng dẫn

ĐKXĐ: x ≠ -2. Ta có y' = 3/(x + 2)2 .

Phương trình Δ:3x - y + 2 = 0 hay Δ:y = 3x + 2

Gọi tọa độ tiếp điểm là M(x0, y0)

Vì tiếp tuyến song song với đường thẳng có phương trình Δ:3x - y + 2 = 0 nên ta có

Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Với x0 = -1 Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Khi đó phương trình tiếp tuyến cần tìm là y = 3(x + 1) - 1 = 3x + 2 (loại).

Với x0 = -3 Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Khi đó phương trình tiếp tuyến cần tìm là y = 3(x + 3) + 5 = 3x + 14 (thỏa mãn)

B. Bài tập vận dụng

Câu 1: Cho hàm số y = -2x3 + 6x2 - 5. Viết phương trình tiếp tuyến của (C) tại điểm M có hoành độ bằng 3.

Ta có y' = -6x2 + 12x; y' (3) = -18; y(3) = -5

Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại điểm có hoành độ bằng 3 là

y = -18(x - 3) - 5 = -18x + 49

Câu 2: Cho hàm số (C):y = 1/4x4 - 2x2. Viết phương trình tiếp tuyến của (C) tại điểm M có hoành độ x0 > 0 biết rằng y'' (x0 )= -1.

Ta có y' = x3 - 4x; y'' = 3x2 - 4

Vì y'' (x0 ) = -1 ⇒ 3x02 - 4 = -1 ⇒ x02 = 1 ⇒ x0 = 1 (Vì x0 > 0)

Với x0 = 1 ⇒ y0 = -7/4 ; y0' = -3. Khi đó phương trình tiếp tuyến tại điểm M là:

y = -3(x - 1) - 7/4 = -3x + 5/4

Câu 3: Gọi d là tiếp tuyến của đồ thị hàm số (C):y =(x - 5)/(-x + 1) tại điểm A của (C) và trục hoành. Viết phương trình của d.

Hoành độ giao điểm của (C) và trục hoành là nghiệm của phương trình

(x - 5)/(-x + 1) = 0 ⇒ x = 5

Khi đó tọa độ điểm A = (5; 0)

ĐKXĐ x ≠ 1. Ta có y'= (-4)/(-x + 1)2 ; y'(5) = -1/4

Phương trình đường thẳng d chính là phương trình tiếp tuyến tại điểm A(5;0) có dạng

y = -1/4 (x - 5) = -1/4 x + 5 /4

Câu 4: Cho đồ thị hàm số y = 3x - 4x2 có đồ thị (C). Viết phương trình tiếp tuyến của (C) biết tiếp tuyến đi qua điểm A(1; 3).

Ta có y' = 3 - 8x

Gọi M(x0 , y0) là tọa độ tiếp điểm

Phương trình tiếp tuyến của (C) tại điểm M có dạng:

y = (3 - 8x0 )(x - x0 ) + 3x0 - 4x02

Vì tiếp tuyến đi qua điểm A(1; 3) nên ta có:

3 = (3 - 8x0 )(1 - x0 ) + 3x0 - 4x02

Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Với x0 = 0 thì Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án .

Khi đó phương trình tiếp tuyến cần tìm là y = 3(x - 0) + 0 = 3x

Với x0 = 2 thì Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án .

Khi đó phương trình tiếp tuyến cần tìm là y = -13(x - 2) - 10 = -13x + 16

Câu 5: Cho hàm số y = x3 - 3x2 + 6x + 1 có đồ thị (C). Viết phương trình tiếp tuyến có hệ số góc nhỏ nhất.

Gọi M(x0,y0) là tọa độ tiếp điểm.

Ta có y' = 3x2 - 6x + 6

Khi đó y' (x0 )=3x02 - 6x0 + 6 = 3(x02 - 2x0 + 2) = 3[(x0 - 1)2 + 1] ≥ 3

Vậy hệ số góc nhỏ nhất của tiếp tuyến là y' (x0) = 3, dấu bằng xảy ra khi x0 = 1

Với x0 = 1 thì Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Khi đó phương trình tiếp tuyến cần tìm là y = 3(x - 1) + 5 = 3x + 2

Câu 6: Cho hàm số (C):y = x3 - 3x + 2. Viết phương trình tiếp tuyến của (C) biết tiếp tuyến đó có hệ số góc bằng 9.

Gọi M(x0, y0) là tọa độ tiếp điểm.

Ta có y' = 3x2 - 3

Khi đó y'(x0 ) = 3x02 - 3 = 9 Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Với x0 = 2 thì Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Khi đó phương trình tiếp tuyến cần tìm là y = 9(x - 2) + 4 = 9x - 14

Với x0 = -2 thì Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án.

Khi đó phương trình tiếp tuyến cần tìm là y = 9(x + 2) + 0 = 9x + 18

Câu 7: Cho hàm số y = (-x + 5)/(x + 2) có đồ thị là (C). Viết phương trình tiếp tuyến của (C) sao cho tiếp tuyến đó song song với đường thẳng d:y = -1/7 x + 5/7

ĐKXĐ: x ≠ -2. Ta có y' = (-7)/(x + 2)2 .

Gọi tọa độ tiếp điểm là M(x0, y0)

Vì tiếp tuyến song song với đường thẳng có phương trình d:y = -1/7 x + 5/7 nên ta có

Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Với Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Khi đó phương trình tiếp tuyến cần tìm là y = -1/7 (x - 5) + 0 = -1/7 x + 5/7 (loại).

Với x0 = -9 Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Khi đó phương trình tiếp tuyến cần tìm là y = -1/7 (x + 9) - 2 = -1/7 x - 23/7 (thỏa mãn).

Câu 8: Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số y = -x4 - 2x2 + 3 vuông góc với đường thẳng Δ: x - 8y + 2017 = 0

Ta có y'= -4x3 - 4x.

Gọi tọa độ tiếp điểm là M(x0, y0)

Phương trình Δ:x - 8y + 2017 = 0 hay Δ: y = 1/8 x + 2017/8

Vì tiếp tuyến vuông góc với đường thẳng có phương trình d:y = 1/8 x + 2017/8 nên ta có

y'(x0 ) = -8 hay -4x03 - 4x0 = -8 ⇔ x0 = 1

Với Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Khi đó phương trình tiếp tuyến cần tìm là y = -8(x - 1) + 0 = -8x + 8 (thỏa mãn).

Câu 9: Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số y = 1/3 x3 + 1/2 x2 - 2x + 1 và tiếp tuyến tạo với đường thẳng d:x + 3y - 1 = 0 một góc 450.

Gọi tọa độ tiếp điểm là M(x0, y0).

Có y' = x2 + x - 2

Phương trình đường thẳng d: x + 3y - 1 = 0 ⇔ y = -1/3 x + 1/3

Vì tiếp tuyến tạo với đường thẳng d: x + 3y - 1 = 0 một góc 450 nên ta có

Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Với Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án. Phương trình tiếp tuyến cần tìm là:

Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án. Phương trình tiếp tuyến cần tìm là:

Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

Với Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án

x0 = 0 ⇒ y(x0 )= 1. Phương trình tiếp tuyến cần tìm là:

y = -2(x - 0) + 1 = -2x + 1

x0 = -1 ⇒ y(x0 ) = 19/6. Phương trình tiếp tuyến cần tìm là:

y = -2(x + 1) + 19/6 = -2x + 7/6

Vậy các phương trình tiếp tuyến cần tìm là: Toán lớp 12 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập có đáp án;

y = -2x + 1; y = -2x + 7/6

Xem thêm các dạng bài tập Toán lớp 12 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Ngân hàng trắc nghiệm miễn phí ôn thi THPT Quốc Gia tại khoahoc.vietjack.com

KHÓA HỌC GIÚP TEEN 2002 ĐẠT 9-10 THI THPT QUỐC GIA

Tổng hợp các video dạy học từ các giáo viên giỏi nhất - CHỈ TỪ 399K tại khoahoc.vietjack.com


tiep-tuyen.jsp


Các loạt bài lớp 12 khác