已知函数 f(x)=12-x^ 2 . (I)求曲线 y=…——2020 高考数学第 19 题答案解析

2020_北京卷 (2020)

2020 北京 第 19 题 解答题 区分题
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19.已知函数 $f(x)=12-x^{2}$ .
(I)求曲线 $y=f(x)$ 的斜率等于 -2 的切线方程;

(II)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.

参考答案( I ) $2 x+y-13=0$ ,( II ) 32 .

完整解析 · 逐步详解

【答案】( I ) $2 x+y-13=0$ ,( II ) 32 .

## 【解析】

【分析】
(I)根据导数的几何意义可得切点的坐标,然后由点斜式可得结果;
(II)根据导数的几何意义求出切线方程,再得到切线在坐标轴上的截距,进一步得到三角形的面积,最后利用导数可求得最值.

【详解】(I )因为 $f(x)=12-x^{2}$ ,所以 $f^{\prime}(x)=-2 x$ ,
设切点为 $\left(x_{0}, 12-x_{0}\right)$ ,则 $-2 x_{0}=-2$ ,即 $x_{0}=1$ ,所以切点为 $(1,11)$ ,
由点斜式可得切线方程为:$y-11=-2(x-1)$ ,即 $2 x+y-13=0$ .
(II)显然 $t \neq 0$ ,
因为 $y=f(x)$ 在点 $\left(t, 12-t^{2}\right)$ 处的切线方程为:$y-\left(12-t^{2}\right)=-2 t(x-t)$ ,
令 $x=0$ ,得 $y=t^{2}+12$ ,令 $y=0$ ,得 $x=\frac{t^{2}+12}{2 t}$ ,
所以 $S(t)=\frac{1}{2} \times\left(t^{2}+12\right) \cdot \frac{t^{2}+12}{2|t|}$ ,
不妨设 $t>0$( $t<0$ 时,结果一样),

则 $S(t)=\frac{t^{4}+24 t^{2}+144}{4 t}=\frac{1}{4}\left(t^{3}+24 t+\frac{144}{t}\right)$ ,
所以 $S^{\prime}(t)=\frac{1}{4}\left(3 t^{2}+24-\frac{144}{t^{2}}\right)=\frac{3\left(t^{4}+8 t^{2}-48\right)}{4 t^{2}}$
$=\frac{3\left(t^{2}-4\right)\left(t^{2}+12\right)}{4 t^{2}}=\frac{3(t-2)(t+2)\left(t^{2}+12\right)}{4 t^{2}}$,
由 $S^{\prime}(t)>0$ ,得 $t>2$ ,由 $S^{\prime}(t)<0$ ,得 $0所以 $S(t)$ 在 $(0,2)$ 上递减,在 $(2,+\infty)$ 上递增,

所以 $t=2$ 时,$S(t)$ 取得极小值,
也是最小值为 $S(2)=\frac{16 \times 16}{8}=32$ 。
【点睛】本题考查了利用导数的几何意义求切线方程,考查了利用导数求函数的最值,属于中档题。

✅ 来源:2020年 · 北京 · 2020_北京卷 (2020) · 第 19 题 · 本题已通过人工审核与系统自动校验

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