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例题精讲 · 第 00874 题 · 自编示意 f(x)=x³−3x 过 P(2,0) 的切线条数两路判定

以自编示意三次函数 f(x)=x³−3x 与外部一点 P(2,0) 为材料,由切点参数方程化出三次方程,用判别式与变号法两路判定实根个数即切线条数;系数与点坐标均为自编示意。

00874题号全 1000 篇 · 第 第146轮 / 第146册 轮
方向数学·导数与解三角形六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 数学导数与解三角形

一、考点定位与做题顺序

过曲线外一点作切线,不能把该点当切点;设切点为 (t, f(t)),用点斜式写成「切线过 P」的条件,再解关于 t 的方程,实根个数就是切线条数。 本讲用一组自编示意系数,把「点是否在曲线上」「方程化简」「三实根判定」三步串起来。

二、逐题精讲

题1

自编示意 f(x)=x³−3x,点 P(2,0)。先判断 P 是否在曲线上,再列出切线过 P 的条件方程并化简。

解析

f(2)=2³−3×2=8−6=2≠0,故 P(2,0) 不在曲线上,不能把 x=2 当切点横坐标。 设切点 (t, t³−3t),f′(t)=3t²−3,切线为 y−(t³−3t)=(3t²−3)(x−t)。代入 P(2,0):−(t³−3t)=(3t²−3)(2−t),展开整理得 2t³−6t²+6=0,即 t³−3t²+3=0。

答案 P 不在曲线上;条件方程 t³−3t²+3=0。

采分点 点是否在曲线上 2 分;切线点斜式 3 分;代入化简 3 分;合并同类项 2 分。

易错点 把 P 当切点直接代 f′(2) 会只得到一条假切线;展开时漏掉 −3t³ 项会把三次方程错成二次。

题2

用判别式与变号法两路判定 t³−3t²+3=0 的实根个数,并给出切线条数。

解析

令 u=t−1 消去二次项:t³−3t²+3=(u+1)³−3(u+1)²+3=u³−3u+1。对 u³+pu+q 形式,判别式 Δ=−4p³−27q²=−4(−3)³−27×1²=108−27=81>0,故有三个互异实根。 变号法互验:取 u=−2、0、1、2,函数值依次为 −1、1、−1、3,在 (−2,0)、(0,1)、(1,2) 各至少一根,三次方程最多三根,故恰三根。对应三个不同切点,因此过 P 可作 3 条切线。 数值回代核验(按题面原始参数逐项独立重算,每项另以一条独立路径互验):f(2)(点 P 横坐标代入函数值)= 2;导数在 2 处(切点方程相关导数值)= 9;判别式(u³−3u+1 的三实根判别式)= 81;判别式与 27 之比(判别式除以 27 的比值)= 3;实根个数(三段变号区间各一根)= 3;平移常数(二次项系数除三次以消去二次项)= 1

答案 三实根,故 3 条切线。

采分点 平移消项 2 分;判别式计算 3 分;变号法三段区间 3 分;根数对应切线条数 2 分。

易错点 把 Δ>0 记成「一个实根」是符号记反;只给两段变号区间就断言三根,缺少「最多三根」的上界说明。

三、规律小结与对照表

步骤主路径独立路径结论
点是否在曲线上f(2)=8−62不在
切线斜率f′(t)=3t²−33(t²−1)含参数
化简方程t³−3t²+3=0u³−3u+1=0三次
判别式−4p³−27q²108−2781>0
实根个数Δ>0三段变号3

过外一点的切线条数等于切点方程的实根个数;判别式与变号法互验可避免把重根或增根算进去。本讲系数与点坐标均为自编示意,不对应任何真题数据。

四、自测清单

  • 是否先判断 P 不在曲线上
  • 切点是否设为 (t, f(t))
  • 切线是否用点斜式
  • 代入 P 后是否化为三次方程
  • 平移消项是否正确
  • 判别式符号是否记对
  • 变号法是否给出三段区间
  • 是否说明三次方程最多三根

五、数值回代明细

按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):f(2) = 2;导数在 2 处 = 9;判别式 = 81;判别式与 27 之比 = 3;实根个数 = 3;平移常数 = 1。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。

六、选题边界与相邻板块

本讲只处理三次函数过外部一点的切线条数;三次函数对称中心、隐零点、恒成立分离参数与导数中的构造函数余项另属相邻板块,不在此重复出同一模型。

本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(数学):辅助角公式、三次函数切线条数、定比分点、含参二次函数区间最值、正弦型参数反解、二项与超几何分布相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(数学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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