例4 (2007年高考全国卷Ⅱ理科22题)已知函数f (x)=x3-x. (Ⅰ)求曲线y=f (x)在点M(t.f (t))处的切线方程, (Ⅱ)设a>0.如果过点(a.b)可作曲线y=f (x)的三条切线.证明:-a<b<f (a). 分析 (Ⅰ)问比较简单.f ¢(x0)的几何意义是曲线f(x)在点(x0.f (x0))处的切线的斜率.利用这一几何意义就可以求切线方程.(Ⅱ)问中条件“过点可作曲线y=f (x)的三条切线 .可转化为该点代入切线方程后所得方程有三个相异的实根.而研究根的个数仍然需要借助导数. 解 (Ⅰ)求函数f (x)的导数:f ¢(x)=3x2-1. 曲线y=f (x)在点M(t.f (t))处的切线方程为:y-f (t)=f ¢(t)(x-t). 即y=(3t2-1)x-2t3. (Ⅱ)如果有一条切线过点(a.b).则存在t.使b=(3t2-1)a-2t3. 于是.若过点(a.b)可作曲线y=f (x)的三条切线.则方程2t3-3at2+a+b=0有三个相异的实数根. 记g(t)= 2t3-3at2+a+b.则g¢(t)=6t2-6at=6t(t-a). 当t变化时.g(t).g¢(t)变化情况如下表: t 0 (0.a) a (a.+¥) g¢(t) + 0 - 0 + g(t) ↗ 极大值a+b ↘ 极小值b-f (a) ↗ 由g(t)的单调性.当极大值a+b<0或极小值b-f (a)>0时.方程g(t)=0最多有一个实数根, 当a+b=0时.解方程g(t)=0得.即方程g(t)=0只有两个相异的实数根, 当b-f (a)=0时.解方程g(t)=0得.即方程g(t)=0只有两个相异的实数根. 综上.如果过(a.b)可作曲线y=f (x)三条切线.即g(t)=0有三个相异的实数根.则即-a<b<f (a). 点评 利用导数研究一个三次方程f (x)=0根的个数问题是一类常见的题型.它可以看成是函数f (x)的图像与x轴的交点个数问题.因此与函数的极值有关. 由此可见.我们常常利用导数判断函数的单调性.求极值.求最值.求取值范围.证明不等式.求切线方程.判断方程根的个数.而这七个应用我们通过上面四个典型例题就可以学到. 查看更多

 

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