Sự tiếp xúc của hai đường cong - Ôn thi toán đại học

[tranthimaiphuong.phuong]

Chuyên đề Sự tiếp xúc của hai đường cong - Ôn thi toán đại học

Download Chuyên đề Sự tiếp xúc của hai đường cong - Ôn thi toán đại học miễn phí

Ví dụ6: Gọi (d ) là tiếp tuyến của đồthị (C) : y = (2x-3)/(x-2) tại M cắt các đường tiệm cận tại hai điểm phân biệt , A B . Tìm tọa độ điểm M sao cho đường tròn ngoại tiếp tam giác IAB có diện tích nhỏnhất , với I là giao điểm hai tiệm cận .



Để tải bản DOC Đầy Đủ thì Trả lời bài viết này, mình sẽ gửi Link download cho

Tóm tắt nội dung:

Nguyễn Phú Khánh – Đà Lạt
-194-
Bài 8 :SỰ TIẾP XÚC CỦA HAI ĐƯỜNG CONG
Bài toán 1 :
Hai đường cong ( ) ( ):C y f x= và ( ) ( )' :C y g x= tiếp xúc nhau khi và chỉ khi
hệ phương trình sau: ( ) ( )( ) ( )' '
f x g x
f x g x
 =

=
có nghiệm.
Ví dụ 1 : Tìm tham số thực m để đường thẳng ( ) ( ): 3d y m x= − tiếp xúc
với đồ thị ( ) 31: 3
3
C y x x= − + .
Giải :
( )d tiếp xúc với ( )C khi hệ sau : ( ) ( )3
2
1
3 3
*3
3
x x m x
x m

− + = −


− + =

có nghiệm.
( ) 3 2 22
2
3 3 62 9 27 0
2 3 9 0* 3 3
3
3 2 4
x x mx x
x x
m x x m
m x
 =  = ⇒ = − − + =   
− − =⇔ ⇔ ⇔  = − + = − ⇒ =  = − + 
Ví dụ 2 : Tìm trên trục hoành những điểm mà từ đó có thể kẻ đến đồ thị của
hàm số :
2
1
x
y
x
=
−
hai tiếp tuyến tạo với nhau 1 góc 045 .
Giải :
Gọi ( )0;0M Ox M x∈ ⇒ , đường thẳng đi qua M có hệ số góc là k , phương
trình có dạng : ( ) ( )0:d y k x x= − .
( )d là tiếp tuyến của đồ thị khi hệ sau có nghiệm :
( )
( )
2
0
2
2
1
2
1
x
k x x
x
x x
k
x

= −
−

−
=
 −

Nguyễn Phú Khánh – Đà Lạt
-195-
( ) ( ) ( )
2 2
0 0 02
2
1 2 0
1 1
x x x
x x x x x x
x x
−  = − ⇔ + − =
 
−
−
0
0
0
0
2
, 1
1
x
x
x x
x
 =

⇔ 
= ≠ −
 +
• ( )
2
2
2
0 0
1
x x
x k
x
−
= ⇒ = =
−
.
• ( )
0 0
2
0
0
2 4
1 1
x x
x k
x x
−
= ⇒ =
+ +
• Tiếp tuyến qua M tạo với đồ thị của hàm số :
2
1
x
y
x
=
−
hai tiếp tuyến tạo
với nhau 1 góc 045 khi và chỉ khi
( )
0 1 2 0
02
1 2
0
4
tan 45 1 3 2 2
1 1
k k x
x
k k x
−
= ⇒ = ⇒ = ±
+ +
.
Vậy ( ) ( )3 2 2;0 , 3 2 2;0M − +
Ví dụ 3 :Tìm tất cả các điểm trên trục hoành những điểm M mà qua đó vẽ
được đúng 3 tiếp tuyến đến đồ thị ( ) 3 2: 3C y x x= + mà trong đó có 2 tiếp
tuyến vuông góc với nhau .
Giải :
Gọi ( );0M a Ox∈ , đường thẳng ( )t đi qua M và có hệ số góc
( ) ( ):k t y k x a⇒ = − .
( )t tiếp xúc với ( )C khi hệ sau có nghiệm :
2
2
3 ( ) (1)
3 6 (2)
x x k x a
x x k
 + = −

+ =
3
Từ (1) ,(2) suy ra : 2 2 23 3 6 ( ) 2 3( 1) 6 0x x x x x a x a x ax+ = + − ⇔ + − − =3 3
0
2 3( 1) 6 0
2 3( 1) 6 0 (3)
x
x x a x a
x a x a
=
  ⇔ − − − = ⇔ 
− − − =
2
2
Nguyễn Phú Khánh – Đà Lạt
-196-
0 0 1x k• = ⇒ = ⇒ tiếp tuyến.
Qua M kẻ được 3 tiếp tuyến đến đến đồ thị ( )C mà trong đó có 2 tiếp tuyến
vuông góc với nhau .
Khi đó (3)có 2 nghiệm phân biệt
1 2
, 0x x ≠ và
1 2
1k k = −
( )
( ) ( )1 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2
2
22 2
0
0
0 9 1 48 0
3 6 3 6 1 9 18 36 1
a
a
a a
x x x x x x x x x x x x
  ≠ ≠ 
 
⇔ ∆ > ⇔ − + > 
    + + = −  + + + = −       
( )
1 2 1 2
2
1
3
3
81 81 1 108 1 0
3( -1)
vì = - 3 ; =
2
a a
a a a a
a
x x a x x

− ≠

⇔ − − − + =
 
 + 
 
vaø a 0
1
13
3
2727 1 0
a a a
a
a

− ≠
⇔ ⇔ =
− + =

vaø 0
Vậy 1 ,0
27
M Ox
 
∈ 
 
thỏa bài toán .
Bài toán 2 :
Phương trình tiếp tuyến của đồ thị ( ) ( ):C y f x= tại điểm ( )( )0 0;M x f x có
dạng : ( ) ( ) ( )0 0 0'y f x x x f x= − + .
Ví dụ 1 :Tìm tọa độ tiếp điểm của đồ thị 4( ) :
1
x
C y
x
−
=
−
với tiếp tuyến ( )t ,
biết rằng tiếp tuyến ( )t tạo với đường thẳng ( ) : 2 2010d y x= − + 1 góc 045 .
Giải :
{ }\ 1D• =

Nguyễn Phú Khánh – Đà Lạt
-197-
• Ta có : ( )2
3
' , 1
1
y x
x
= ≠
−
• Gọi ( )( )0 0;M x f x là tọa độ tiếp điểm cần tìm thì hệ số góc tiếp tuyến ( )t là
( ) 020
3
, 1
1
k x
x
= ≠
−
.
• Vì ( )t và( )d tạo nhau 1 góc 045 khi 0
1
2
t n 45 3
1 2 3
k k
a
k k

+ = −
= ⇔

−
=
( )20
1 3 1
*
3 31
k
x
= − ⇔ = −
−
điều này không xảy ra .
( )
2
0 02
0
3
* 3 3 2 0
1
k x x
x
= ⇔ = ⇔ − =
−
( )
( )0 00 0
0 4 0;4
2 2 2; 2
x y M
x y M
 = ⇒ = ⇒
⇔
= ⇒ = − ⇒ −
Ví dụ 2 : Cho hàm số 2 3
2
x
y
x
+
=
−
, có đồ thị ( )C . Tìm tất cả các tham số
m để đường thẳng ( ) : 2t y x m= + cắt ( )C tại hai điểm phân biệt mà hai tiếp
tuyến tại đó song song với nhau.
Giải :
Đường thẳng ( ) : 2t y x m= + cắt ( )C tại hai điểm phân biệt mà hai tiếp tuyến tại
đó song song với nhau khi và chỉ khi phương trình 2 3 2
2
x
x m
x
+
= +
−
có hai
nghiệm phân biệt
1 2
,x x thỏa mãn điều kiện ( ) ( )1 2' 'y x y x= . Khi đó phương
trình ( ) ( )22 6 2 3 0g x x m x m= + − − − = có 2 nghiệm phân biệt 1 2,x x khác 2
và thỏa mãn điều kiện ( ) ( ) 1 22 21 2
7 7
4
2 2
x x
x x
− = − ⇔ + =
− −
Nguyễn Phú Khánh – Đà Lạt
-198-
( ) ( )
( ) ( )
2
2
6 8 2 3 0
2 2.2 6 .2 2 3 0 2
6
4
2
m m
g m m m
m

∆ = − + + >

⇔ = + − − − ≠ ⇔ =

−
− =

.
Ví dụ 3: Cho hàm số 2
1
x
y
x
=
+
có đồ thị là ( )C . Tìm trên đồ thị ( )C những
điểm M , sao cho tiếp tuyến tại M cắt hai trục tọa độ ,Ox Oy tại hai điểm
phân biệt ,A B sao cho diện tích tam giác AOB có diện tích bằng 1
4
.
Giải :
Gọi ( ) ( ) ( )
0
0 0 0 0 2
0
0
2 2
; '
1 1
x
M x y C y y
x x
∈ ⇒ = ⇒ =
+ +
Phương trình tiếp tuyến ( )t của ( )C tại M là : ( ) ( )
2
0
0 2 2
0 0
22
1 1
x
y x
x x
= +
+ +
.
Tiếp tuyến ( )t cắt hai trục tọa độ ,Ox Oy tại hai điểm phân biệt ( )20; 0A x− ,
( )
2
0
2
0
2
0;
1
x
B
x
 
 
 
 +
 
sao cho diện tích tam giác AOB có diện tích bằng 1
4
khi đó
( ) ( )
2
2
2 20
0 0 02
0
21 1 1 1
. . . . 4 1 0
2 4 2 21
x
OAOB OAOB x x x
x
= ⇔ = ⇔ = ⇔ − + =
+
( )
2
0 0 0
2
0 0
0
1 1
2 1 0 ; 2
2 2
2 1 0
1 1;1
x x x M
x x
x M
  
 + + = = − ⇒ − −  
⇔  
− − =  = ⇒

.
Vậy có hai điểm thỏa mãn yêu cầu bài toán 1 ; 2
2
M
 
− − 
 
, ( )1;1M .
Ví dụ 4 : Chứng minh rằng nếu các tiếp tuyến ( )( ),d t của đồ thị ( ) :C
3 26 9y x x x= − + song song với nhau thì hai tiếp điểm ,A B đối xứng nhau
Nguyễn Phú Khánh – Đà Lạt
-199-
qua (2;2)M .
Giải :
Gọi ( )( ) ( )( )3 2 3 21 1 1 1 1 2 2 2 2 2, 6 9 , , 6 9A x y x x x x B x y x x x x= − + = − + là tọa độ
tiếp điểm của ( )( ),d t và đồ thị ( )C . ( )d và ( )t song song với nhau khi
( ) ( ) 2 21 2 1 1 2 2 1 2' ' 3 12 9 3 12 9 4y x y x x x x x x x= ⇔ − + = − + ⇔ + = .
Với
1 2
4x x+ = thì tồn tại ( )( )
3
1 1
3
2 2
2 3 2
0 :
2 3 2
x t y x t t
t
x t y x t t
 = − ⇒ = − +
> 
= + ⇒ = − + +
Dễ thấy trung điểm đoạn AB có tọa độ ( ) ( )
1 2
0
1 2
0
2
2
2
2
x x
x
y x y x
y
 +
= =

 +
= =
.
Do đó hai tiếp điểm ,A B đối xứng nhau qua (2;2)M .
Ví dụ 5 : Cho hàm số
22
1
x
y
x
=
−
.Tìm 0;
2
pi
α  ∈  
 
sao cho điểm
( )1 sin ;9M α+ nằm trên đồ thị ( )C . Chứng minh rằng, tiếp tuyến của
( )C tại điểm M cắt hai tiệm cận của ( )C tại hai điểm ,A B đối xứng nhau qua
điểm M .
Giải :
Vì ( )1 sin ;9M α+ nằm trên đồ thị ( )C nên:
( )2 2
1
sin2 1 sin
29 2 sin 5 sin 2 0
1 sin 1 sin 2
αα
α α
α α

=+ 
= ⇔ − + = ⇔
+ −
=
Vì 0;
2
pi
α  ∈  
 
nên 1 3sin ;9
2 6 2
M
pi
α α  = ⇒ = ⇒  
 
Tiếp tuyến của đồ thị (C) tại điểm M là: 3 3' 9
2 2
y y x   = − +   
   
hay ( ) : 6 18d y x= − + .
Tiếp tuyến ( )d cắt tiệm cận đứng 1x = tại: ( )1;12A
Nguyễn Phú Khán...