已知函数 $f(x)=12-x^2.$
【难度】
【出处】
2020年高考北京卷
【标注】
  • 知识点
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    微积分初步
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    利用导数研究函数的性质
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    利用导数研究函数的切线
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    微积分初步
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    利用导数研究函数的性质
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    利用导数研究函数的切线
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    微积分初步
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    利用导数研究函数的性质
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    利用导数研究函数的最值
  1. 求曲线 $y=f(x)$ 的斜率等于 $-2$ 的切线方程;
    标注
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      微积分初步
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      利用导数研究函数的性质
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      利用导数研究函数的切线
    答案
    $y=-2x+13$
    解析
    解:$f(x)=12-x^2$ 的导数 $f'(x)=-2x$,
    令切点为 $(m,n)$,可得切线的斜率为 $-2m=-2$,
    所以 $m=1$,所以 $n=12-1=11$,
    所以切线的方程为 $y=-2x+13$.
  2. 设曲线 $y=f(x)$ 在点 $(t,f(t)$ 处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为 $S(t)$,求 $S(t)$ 的最小值.
    标注
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      微积分初步
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      利用导数研究函数的性质
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      利用导数研究函数的切线
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      微积分初步
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      利用导数研究函数的性质
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      利用导数研究函数的最值
    答案
    $32$
    解析
    解:曲线 $y=f(x)$ 在点 $(t,f(t))$ 处的切线的斜率为 $k=-2t$,
    切线方程为 $y-(12-t^2)=-2t(x-t)$,
    令 $x=0$,可得 $y=12+t^2$,令 $y=0$,可得 $x=\frac{1}{2}t+\frac{6}{t}$,
    所以 $S(t)=\frac{1}{2}\cdot|\frac{1}{2}t+\frac{6}{t}|\cdot(12+t^2)$,
    由 $S(-t)=S(t)$,可知 $S(t)$ 为偶函数,
    不妨设 $t>0$,则 $S(t)=\frac{1}{4}(t+\frac{12}{t})(12+t^2)$,
    所以 $S'(t)=\frac{1}{4}(3t^2+24-\frac{144}{t^2})=\frac{3}{4}\cdot\frac{(t^2-4)(t^2+12)}{t^2}$,
    由 $S'(t)==0$,得 $t=2$,
    当 $t>2$ 时,$S'(t)>0,S(t)$ 递增;当 $0<t<2$ 时,$S'(t)<0$,$S(t)$ 递减,
    则 $S(t)$ 在 $t=2$ 处取得极小值,且为最小值为 $32$,
    所以 $S(t)$ 的最小值为 $32$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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