(本小题满分 12 分)设函数 f(x)=a x- b x…——2008 高考数学第 21 题答案解析

2008_老新课标卷 (2008·文)

2008 全国 第 21 题 解答题 区分题
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21、(本小题满分 12 分)设函数 $f(x)=a x-\frac{b}{x}$ ,曲线 $y=f(x)$ 在点 $(2, f(2))$ 处的切线方程为 $7 x-4 y-12=0$ 。(1)求 $y=f(x)$ 的解析式;(2)证明:曲线 $y=f(x)$ 上任一点处的切线与直线 $x=0$ 和直线 $y=x$ 所围成的三角形面积为定值,并求此定值。

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【解答】
(12分)(2008 •海南)设函数 $\mathrm{f}(\mathrm{x})=\mathrm{ax}-\frac{\mathrm{b}}{\mathrm{x}}$ ,曲线 $\mathrm{y}=\mathrm{f}(\mathrm{x})$ 在点 $(2, \mathrm{f}(2))$ 处的切线方程为 $7 \mathrm{x}-4 \mathrm{y}-12=0$ .
(1)求 $\mathrm{y}=\mathrm{f}$( x )的解析式;
(2)证明:曲线 $\mathrm{y}=\mathrm{f}(\mathrm{x})$ 上任一点处的切线与直线 $\mathrm{x}=0$ 和直线 $\mathrm{y}=\mathrm{x}$ 所围成的三角形面积为定值,并求此定值。
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程;导数的几何意义;直线的一般式方程.
【分析】(1)已知曲线上的点,并且知道过此点的切线方程,容易求出斜率,又知点( $2, \mathrm{f}(2$ ))在曲线上,利用方程联立解出 $a, b$
(2)可以设 $P\left(x_{0}, y_{0}\right)$ 为曲线上任一点,得到切线方程,再利用切线方程分别与直线 $x=0$ 和直线 $\mathrm{y}=\mathrm{x}$ 联立,得到交点坐标,接着利用三角形面积公式即可。
【解答】解析:(1)方程 $7 \mathrm{x}-4 \mathrm{y}-12=0$ 可化为 $\mathrm{y}=\frac{7}{4} \mathrm{x}-3$ ,当 $\mathrm{x}=2$ 时, $\mathrm{y}=\frac{1}{2}$ ,
又 $f^{\prime}(x)=a+\frac{b}{x^{2}}$ ,于是 $\left\{\begin{array}{c}2 a-\frac{b}{2}=\frac{1}{2} \\ a+\frac{b}{4}=\frac{7}{4}\end{array}\right.$ ,解得 $\left\{\begin{array}{l}a=1 \\ b=3\end{array}\right.$ ,故 $f(x)=x-\frac{3}{x}$ .
②设 $\mathrm{P}\left(\mathrm{x}_{0}, \mathrm{y}_{0}\right)$ 为曲线上任一点,由 $\mathrm{y}^{\prime}=1+\frac{3}{\mathrm{x}^{2}}$ 知曲线在点 $\mathrm{P}\left(\mathrm{x}_{0}, \mathrm{y}_{0}\right)$ 处的切线方程为
$y-y_{0}=\left(1+\frac{3}{x_{0}^{2}}\right)\left(x-x_{0}\right)$ ,即 $y-\left(x_{0}-\frac{3}{x_{0}}\right)=\left(1+\frac{3}{x_{0}^{2}}\right)\left(x-x_{0}\right)$
令 $\mathrm{x}=0$ ,得 $\mathrm{y}=-\frac{6}{\mathrm{x}_{0}}$ ,从而得切线与直线 $\mathrm{x}=0$ 的交点坐标为 $\left(0,-\frac{6}{\mathrm{x}_{0}}\right)$ ;
令 $y=x$ ,得 $y=x=2 x_{0}$ ,从而得切线与直线 $y=x$ 的交点坐标为 $\left(2 x_{0}, 2 x_{0}\right)$ ;

所以点 $P\left(x_{0}, y_{0}\right)$ 处的切线与直线 $x=0, y=x$ 所围成的三角形面积为 $\frac{1}{2}\left|-\frac{6}{x_{0}}\right|\left|2 x_{0}\right|=6$ .故曲线 $\mathrm{y}=\mathrm{f}(\mathrm{x})$ 上任一点处的切线与直线 $\mathrm{x}=0, \mathrm{y}=\mathrm{x}$ 所围成的三角形面积为定值,此定值为 6 .

【点评】高考考点:导数及直线方程的相关知识
易错点:运算量大,不仔细而出错。
备考提示:运算能力一直是高考考查的能力之一,近年来,对运算能力的要求降低了,但对准确率的要求提高了。

✅ 来源:2008年 · 全国 · 2008_老新课标卷 (2008·文) · 第 21 题 · 本题已通过人工审核与系统自动校验

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