曲线$y=x^2+1$过原点切线方程求解过程存疑咨询
曲线切线方程求解过程详解
嘿,你前面的思路完全没问题,就差把点P同时在曲线和切线上这个关键条件用上啦!我一步步给你拆解清楚:
- 首先,你求导得到
dy/dx = 2x,这是对的——幂函数求导规则d/dx(xⁿ)=nxⁿ⁻¹,所以x²的导数是2x,常数项导数为0,曲线在任意点的切线斜率就是2x。 - 设切点P为
(a,b),那么P点处的切线斜率就是2a,这步也正确,把x=a代入导数就得到该点的切线斜率。 - 你构造切线方程
y=(2a)x + c,又因为切线过原点(0,0),代入得0 = 2a*0 + c,所以c=0,切线简化为y=2a x,这部分都没毛病。
关键的联立步骤
这里你可能漏掉了:点P(a,b)既在曲线y=x²+1上,又在切线上,这是把两个方程关联起来的核心:
- 因为P在曲线上,所以满足曲线方程:
b = a² + 1; - 又因为P在切线上,所以满足切线方程:
b = 2a * a = 2a²。
把这两个式子联立,得到:
a² + 1 = 2a²
移项后解得a²=1,所以a=1或者a=-1。
求出最终切线方程
- 当
a=1时,b=1²+1=2,切线斜率为2*1=2,切线方程就是y=2x; - 当
a=-1时,b=(-1)²+1=2,切线斜率为2*(-1)=-2,切线方程就是y=-2x。
验证(可选)
拿y=2x和曲线联立:x²+1=2x,整理得(x-1)²=0,只有唯一解x=1,说明确实是切线,且过原点;同理y=-2x联立得(x+1)²=0,也是唯一解,完全符合要求。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Computing Corn
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