本题导读

本题考查导数的几何意义,以及直线与圆相切的条件。

📌【题干】

Question

(2020年全国卷III(理))10. 若直线 与曲线 和 都相切,则 的方程为( )

A.    B.    C.    D.

🔍【思路分析】

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1. 处理曲线 的切线:

  • 设切点坐标为 ,其中 。

  • 对 求导得到 。

  • 切线斜率 。

  • 写出切线方程并化为一般式 。

2. 处理圆 的相切条件:

  • 圆心为 ,半径 。
  • 直线与圆相切 圆心到直线的距离 。
  • 利用点到直线距离公式建立关于 的方程。

3. 求解与验证:

  • 解出 后代回切线方程即可。

✅【答案】

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D

✍【详细解析】

Abstract

【答案】 D

【解析过程】

  1. 求曲线切线方程: 设直线 与 相切于点 。 由 知,斜率 。 切线方程为:。 整理得:。

  2. 利用圆的相切条件: 圆 的圆心为 ,半径 。 圆心到直线 的距离 。 令 : 两边平方:。 整理得:。

  3. 确定切线方程: 由于切点在 上,需 ,故取 。 代入切线一般式 。 化为斜截式:。

故选:D。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 导数的几何意义: 函数在某点处的导数值即为该点切线的斜率,这是连接函数与解析几何的桥梁。
  • 直线与圆位置关系的判定: 优先使用“几何法”()而非“代数法”(联立方程令 ),几何法计算量通常更小。
  • 隐含条件: 在处理 时,切点的横坐标 必须大于 0,这在解二次方程时起到了舍根的作用。
  • 计算技巧: 在化简切线方程时,保留 项通常比直接代入 展开更清晰。

📖【试题探源与推广】

Tip

如果曲线换成抛物线 或指数函数 ,解题思路完全一致。此类“双切线”问题是高考小题中的高频考点,核心就在于用同一个切线方程满足两个不同的几何约束。

🔗【关联脉络】

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