若直线 $l$ 与曲线 $C$ 满足下列两个条件:
(i)直线 $l$ 在点 $P\left({x_0},{y_0}\right)$ 处与曲线 $C$ 相切;(ii)曲线 $C$ 在点 $P$ 附近位于直线 $l$ 的两侧,则称直线 $l$ 在点 $P$ 处"切过"曲线 $C$.
下列命题正确的是 .(写出所有正确命题的编号)
① 直线 $l:y = 0$ 在点 $P\left( {0,0} \right)$ 处"切过"曲线 $C:y = {x^3}$;
② 直线 $l:x = - 1$ 在点 $P\left( { - 1,0} \right)$ 处"切过"曲线 $C:y = {\left(x + 1\right)^3}$;
③ 直线 $l:y = x$ 在点 $P\left( {0,0} \right)$ 处"切过"曲线 $C:y = \sin x$;
④ 直线 $l:y = x$ 在点 $P\left( {0,0} \right)$ 处"切过"曲线 $C:y = \tan x$;
⑤ 直线 $l:y = x - 1$ 在点 $P\left( {1,0} \right)$ 处"切过"曲线 $C:y = \ln x$.
【难度】
【出处】
【标注】
【答案】
①③④
【解析】
本题属于新定义问题,考查导数的综合应用,对新定义的理解是解题的关键.可以用导数求解.对于 ①,曲线 $C:y = {x^3}$ 在点 $P\left( {0,0} \right)$ 处的切线是 $y = 0$.又当 $ x>0$ 时,$y = {x^3}-0>0$,所以图象 $ C $ 在直线 $l:y = 0$ 上方,当 $ x<0$ 时,$y = {x^3}-0<0$,图象 $C $ 在直线 $l:y = 0$ 下方.故直线 $l:y = 0$ 在点 $P\left( {0,0} \right)$ 处"切过"曲线 $C:y = {x^3}$;
对于 ②,$y=\left(x+1\right)^3$,$y'=3\left(x+1\right)^2$,所以函数在 $\left(-1,0\right)$ 处的切线斜率为 $0$,而 $x=-1$ 的斜率不存在,所以直线 $l$ 不与曲线 $C$ 相切;
对于 ③,$y=\sin x$ 在 $\left(0,0\right)$ 处的切线为 $y=x$,当 $x\in\left(0,\dfrac{\mathrm \pi} {2}\right)$,$\sin x<x$;当 $x\in\left(-\dfrac{\mathrm \pi} {2},0\right)$,$\sin x>x$,满足曲线 $C$ 在 $P\left(0,0\right)$ 附近位于直线 $y=x$ 两侧,所以满足上述两个条件;
对于 ④,$y=\tan x$,$y'=\dfrac{1}{\cos^2x}$,故 $y=\tan x$ 在 $\left(0,0\right)$ 处的切线为 $y=x$,当 $x\in\left(0,\dfrac{\mathrm \pi} {2}\right)$,$\tan x>x$;当 $x\in\left(-\dfrac{\mathrm \pi} {2},0\right)$,$\tan x<x$,满足曲线 $C$ 在 $P\left(0,0\right)$ 附近位于直线 $y=x$ 两侧,所以满足上述两个条件;
对于 ⑤,由 $y=\ln x$,得 $y'=\dfrac{1}{x}$,故曲线 $C$ 在 $P\left(1,0\right)$ 处的切线为 $y=x-1$,设 $g\left(x\right)=x-1-\ln x$,得 $g'\left(x\right)=1-\dfrac{1}{x}$,当 $x\in\left(0,1\right)$ 时,$g'\left(x\right)<0$,当 $x\in\left(1,+\infty\right)$ 时,$g'\left(x\right)>0$,所以 $g\left(x\right)$ 在 $\left(0,+\infty\right)$ 上有极小值也是最小值,为 $g\left(1\right)=0$.所以 $y=x-1$ 恒在 $y=\ln x$ 的上方,不满足曲线 $C$ 在点 $P$ 附近位于直线 $l$ 的两侧,命题 ⑤ 错误.
题目 答案 解析 备注
0.114176s