若过点 (a, b) 可以作曲线 y= e ^ x 的两条…——2021 高考数学第 7 题答案解析

2021_新课标 I 卷 (2021)

2021 全国 第 7 题 单选题 区分题
2021_新课标 I 卷 (2021)

7.若过点 $(a, b)$ 可以作曲线 $y=\mathrm{e}^{x}$ 的两条切线,则( )

A. $\mathrm{e}^{b}<a$
B. $\mathrm{e}^{a}<b$
C. $0<a<\mathrm{e}^{b}$
D. $0<b<\mathrm{e}^{a}$
参考答案

D

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题目指纹

这道题真正考什么?

核心知识
导数的概念和几何意义
核心考法
二次求导构造函数导数法
关键能力
应用单选题
最容易错
端点遗漏范围错误
难度
区分题
先及格路线 · 导数综合 · 中等题

如果目标是先及格,这道题现在可以先放。

先把常见基础得分点练稳,再回来处理综合题。

完整解析 · 逐步详解

【答案】D

【解析】

【分析】根据导数几何意义求得切线方程,再构造函数,利用导数研究函数图象,结合图形确定结果
【详解】在曲线 $y=e^{x}$ 上任取一点 $P\left(t, e^{t}\right)$ ,对函数 $y=e^{x}$ 求导得 $y^{\prime}=\mathrm{e}^{x}$ ,
所以,曲线 $y=e^{x}$ 在点 $P$ 处的切线方程为 $y-e^{t}=e^{t}(x-t)$ ,即 $y=e^{t} x+(1-t) e^{t}$ ,
由题意可知,点 $(a, b)$ 在直线 $y=e^{t} x+(1-t) e^{t}$ 上,可得 $b=a e^{t}+(1-t) e^{t}=(a+1-t) e^{t}$ ,
令 $f(t)=(a+1-t) e^{t}$ ,则 $f^{\prime}(t)=(a-t) e^{t}$ .
当 $t<a$ 时,$f^{\prime}(t)>0$ ,此时函数 $f(t)$ 单调递增,

当 $t>a$ 时,$f^{\prime}(t)<0$ ,此时函数 $f(t)$ 单调递减,
所以,$f(t)_{\text {max }}=f(a)=e^{a}$ ,
由题意可知,直线 $y=b$ 与曲线 $y=f(t)$ 的图象有两个交点,则 $b<f(t)_{\text {max }}=e^{a}$ ,
当 $t<a+1$ 时,$f(t)>0$ ,当 $t>a+1$ 时,$f(t)<0$ ,作出函数 $f(t)$ 的图象如下图所示:

由图可知,当 $0<b<e^{a}$ 时,直线 $y=b$ 与曲线 $y=f(t)$ 的图象有两个交点.
故选:D.
【点睛】数形结合是解决数学问题常用且有效的方法

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