若直线 l 与曲线 y= x 和 x^ 2 +y^ 2 =…——2020 高考数学第 10 题答案解析

2020_新课标 III 卷 (2020·理)

2020 ?? 第 10 题 单选题 区分题
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10.若直线 $l$ 与曲线 $y=\sqrt{x}$ 和 $x^{2}+y^{2}=\frac{1}{5}$ 都相切,则 $l$ 的方程为( )

A. $y=2 x+1$
B. $y=2 x+\frac{1}{2}$
C. $y=\frac{1}{2} x+1$
D. $y=\frac{1}{2} x+$ $\frac{1}{2}$
参考答案D

完整解析 · 逐步详解

【答案】D
【解析】

## 【分析】

根据导数的几何意义设出直线 $l$ 的方程,再由直线与圆相切的性质,即可得出答案.
【详解】设直线 $l$ 在曲线 $y=\sqrt{x}$ 上的切点为 $\left(x_{0}, \sqrt{x_{0}}\right)$ ,则 $x_{0}>0$ ,
函数 $y=\sqrt{x}$ 的导数为 $y^{\prime}=\frac{1}{2 \sqrt{x}}$ ,则直线 $l$ 的斜率 $k=\frac{1}{2 \sqrt{x_{0}}}$ ,

设直线 $l$ 的方程为 $y-\sqrt{x_{0}}=\frac{1}{2 \sqrt{x_{0}}}\left(x-x_{0}\right)$ ,即 $x-2 \sqrt{x_{0}} y+x_{0}=0$ ,
由于直线 $l$ 与圆 $x^{2}+y^{2}=\frac{1}{5}$ 相切,则 $\frac{x_{0}}{\sqrt{1+4 x_{0}}}=\frac{1}{\sqrt{5}}$ ,

两边平方并整理得 $5 x_{0}^{2}-4 x_{0}-1=0$ ,解得 $x_{0}=1, x_{0}=-\frac{1}{5}$(舍),
则直线 $l$ 的方程为 $x-2 y+1=0$ ,即 $y=\frac{1}{2} x+\frac{1}{2}$ .
故选:D.
【点睛】本题主要考查了导数的几何意义的应用以及直线与圆的位置的应用,属于中档题.

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