Trang chủ › Cẩm nang học tập › Cẩm nang kiến thức

Cách viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số

schedule.svg

Thứ sáu, 10/5/2024 11:03 AM

Tác giả: Admin Hoclagioi

Phương trình tiếp tuyến là kiến thức quan trọng trong chương trình toán lớp 11, khi chúng mình học về ý nghĩa của đạo hàm phải không nào. Để làm được tốt bài tập về viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số, chúng mình cần hệ thống lại dạng phương trình tiếp tuyến và các dạng bài tập về viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số nhé. Nào, hãy cùng theo chân Học là Giỏi khám phá nhé!

Mục lục [Ẩn]

 

Tiếp tuyến của đồ thị hàm số

Phương trình tiếp tuyến

Đạo hàm của hàm số $y=f(x)$ tại điểm $x_0$ là hệ số góc của tiếp tuyến với đồ thị $(C)$ của hàm số tại điểm $M_0\left(x_0 ; f(x_0)\right)$. Khi đó phương trình tiếp tuyến của (C) tại điểm $M_0$ là: $y- f(x_0)=f^{\prime}\left(x_0\right) \cdot\left(x-x_0\right)$.

Các dạng bài tập về viết phương trình tiếp tuyến

Dạng 1. Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số khi biết tọa độ tiếp điểm

Bài toán: Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số: $y =f(x)$ tại điểm $M\left(x_0 ; f\left(x_0\right)\right)$.

Phương pháp giải

- Bước 1: Tính đạo hàm của hàm số $y=f(x)$ $\Rightarrow f^{\prime}\left(x_0\right)$

- Bước 2: Tiếp tuyến của đồ thị hàm số $y =f(x)$ tại $M\left(x_0 ;f\left(x_0\right)\right)$ là: $y-f\left(x_0\right)=f^{\prime}\left(x_0\right)\left(x-x_0\right)$

Ví dụ: Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị $(C): y=x^3+2x^2$ tại điểm $M(1 ; 3)$.

Bài giải

Ta có: $y^{\prime}=3 x^2+4 x \Rightarrow k=y^{\prime}(1)=7$.

Phương trình tiếp tuyến tại $M(1 ; 3)$ là: $d: y - y_0 =y_0^{\prime}\left(x-x_0\right)\Leftrightarrow y=7(x-1)+3 \Leftrightarrow y=7 x-4$.

Dạng 2. Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số $y=f(x)$ biết hoành độ tiếp điểm $x=x_0$.

Phương pháp giải

- Bước 1: Tính $f\left(x_0\right)$.

- Bước 2: Tính đạo hàm của hàm số $\Rightarrow f^{\prime}\left(x_0\right)$

$\Rightarrow$ phương trình tiếp tuyến: $y - f\left(x_0\right)=f^{\prime}\left(x_0\right)\left(x-x_0\right)$

Ví dụ: Cho hàm số $y=x^2+2x-6$. Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại điểm có hoành độ là 1?

Bài giải

Đặt $y=f(x) = x^2 +2x-6$

+ Ta có: $f(1)=1^2+2.1-6=-3$

+ Đạo hàm của hàm số đã cho là: $f^{\prime}(x)=2 x+2$

$\Rightarrow f^{\prime}(1)=2.1+2=4$

$\Rightarrow$ Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại điểm có hoành độ $x=1$ là: $y+3=4(x-1)$ hay $y=4 x-7$

Dạng 3. Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số $y=f(x)$ biết tung độ tiếp điểm bằng $\mathrm{y}_0$.

Phương pháp giải

- Bước 1: Gọi $M\left(x_0 ; y_0\right)$ là tiếp điểm.

- Bước 2: Giải phương trình $f(x)=y_0$ ta tìm được các nghiệm $x_0$.

- Bước 3: Tính đạo hàm của hàm số $\Rightarrow f^{\prime}\left(x_0\right)$

Ví dụ: Cho hàm số $y=x^2+2x-4$. Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại điểm có tung độ là -4?

Bài giải

Đặt $y=f(x) = x^2 +2x-4$

+ Ta có: $f(x)=x^2+2x-4=-4 \Rightarrow \left[\begin{array}{l}x=0 \\ x=-2\end{array}\right.$

+ Đạo hàm của hàm số đã cho là: $f^{\prime}(x)=2 x+2$

$\Rightarrow f^{\prime}(0)=2.0+2=2$ và $f^{\prime}(-2)=2.(-2)+2=-2$

$\Rightarrow$ Phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại điểm có hoành độ $x=0$ là: $y+4=2x$ hay y = $2x - 4$.

Và phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số tại điểm có hoành độ $x=-2$ là: $y + 4 =-2(x+2)$ hay $y = -2x - 8$.

Dạng 4. Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số $y=f(x)$ biết hệ số góc

Bài toán: Cho hàm số $y=f(x)$ có đồ thị $(C)$. Lập phương trình tiếp tuyến của đồ thị (C) với hệ số góc $k$ cho trước.

Phương pháp giải

- Bước 1: Gọi $M\left(x_0 ; y_0\right)$ là tiếp điểm và tính $y^{\prime}=f^{\prime}(x)$.

- Bước 2: 

* Hệ số góc tiếp tuyến là $k=f^{\prime}\left(x_0\right)$.

* Giải phương trình này tìm được $x_0$, thay vào hàm số được $y_0$.

- Bước 3: Với mỗi tiếp điểm ta tìm được các tiếp tuyến tương ứng:

$d: y=k\left(x-x_0\right)+y_0$

Chú ý: Đề bài thường cho hệ số góc tiếp tuyến dưới các dạng sau:

+ Tiếp tuyến $d / / \Delta: y=a x+b \Rightarrow k=a$.

Sau khi lập được phương trình tiếp tuyến thì nhớ kiểm tra lại xem tiếp tuyến có bị trùng với đường thẳng $\Delta$ hay không? Nếu trùng thì phải loại đi kết quả đó.

+ Tiếp tuyến $d \perp \Delta: y=a x+b \Rightarrow k \cdot a=-1 \Rightarrow k=-\frac{1}{a}$.

+ Tiếp tuyến tạo với trục hoành một góc $\alpha$ thì $k= \pm \tan \alpha$.

Tổng quát: Tiếp tuyến tạo với đường thẳng $\Delta: y=a x+b$ một góc $\alpha$.

Khi đó: $\left|\frac{k-a}{1+k a}\right|=\tan \alpha$.

Sử dụng máy tính cầm tay:

Phương trình tiếp tuyến cần lập có dạng $d: y=k x+m$.

+ Tìm hoành độ tiếp điểm $x_0$.

+ Nhập $k(-X)+f(X)$ (hoặc $f(X)-k X$ ) sau đó bấm Calc với $X=x_0$ rồi bấm =  ta được kết quả là $m$.

Ví dụ 1: Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị $(C): y=x^3-3x+2$ có hệ số góc bằng 9.

Bài giải

Ta có: $y^{\prime}=3 x^2-3$. Gọi tiếp điểm của tiếp tuyến cần tìm là $M\left(x_0 ; y_0\right)$.

$\Rightarrow$ hệ số góc của tiếp tuyến là: $k=y^{\prime}\left(x_0\right)= 9 \Leftrightarrow 3 x_0^2-3=9 \Leftrightarrow x_0^2=4 \Leftrightarrow x_0= \pm 2$.

+ Với $x_0=2 \Rightarrow y_0=4$ ta có tiếp điểm $M_1(2 ; 4)$.

Phương trình tiếp tuyến tại $M_1$ là: $d_1: y=9(x-2)+4 \Rightarrow d_1: y=9 x-14$.

+ Với $x_0=-2 \Rightarrow y_0=0$ ta có tiếp điểm $M_2(-2 ; 0)$.

Phương trình tiếp tuyến tại $M_2$ là: $d_2: y=9(x+2)+0 \Rightarrow d_2: y=9 x+18$.

Vậy có hai tiếp tuyến cần tìm là $d_1: y=9 x-14 ; d_2: y=9 x+18$.

Ví dụ 2: Tiếp tuyến của đồ thị $(C): y=\frac{2 x+1}{x+2}$ song song với đường thẳng $\Delta: 3 x-y+2=0$.

Bài giải

Ta có: $y^{\prime}=\frac{3}{(x+2)^2}$ và $\Delta: 3 x-y+2=0 \Rightarrow y=3 x+2$.

Gọi tiếp điểm của tiếp tuyến cần tìm là $M\left(x_0 ; y_0\right)$.

Vì tiếp tuyến song song với đường thẳng $\Delta$ nên

$k=\frac{3}{\left(x_0+2\right)^2}=3 \Leftrightarrow\left(x_0+2\right)^2=1\Leftrightarrow\left[\begin{array} { l } { x _ { 0 } + 2 = 1 } \\{ x _ { 0 } + 2 = - 1 }\end{array} \Leftrightarrow \left[\begin{array}{l}x_0=-1 \\x_0=-3\end{array} .\right.\right.$

+ Với $x_0=-1 \Rightarrow y_0=-1$ ta có tiếp điểm $M_1(-1 ;-1)$.

Phương trình tiếp tuyến tại $M_1$ là: $d_1: y=3(x+1)-1 \Rightarrow d_1: y=3 x+2$.

Lúc này: $d_1 \equiv \Delta \Rightarrow$ Loại.

+ Với $x_0=-3 \Rightarrow y_0=5$ ta có tiếp điểm $M_2(-3 ; 5)$.

Phương trình tiếp tuyến tại $M_2$ là: $d_2: y=3(x+3)+5 \Rightarrow d_2: y=3 x+14$.

Vậy có một tiếp tuyến cần tìm là $d_2: y=3 x+14$.

Dạng 5. Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số $y=f(x)$ biết tiếp tuyến đi qua một điểm cho trước

Bài toán: Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị $(C)$, biết tiếp tuyến đi qua điểm $A\left(x_A ; y_A\right)$

Phương pháp giải

Cách 1: Sử dụng điều kiện tiếp xúc của hai đồ thị

- Bước 1: Phương trình tiếp tuyến đi qua $A\left(x_A ; y_A\right)$ hệ số góc $k$ có dạng: $d: y=k\left(x-x_A\right)+y_A \quad(*)$

- Bước 2: d là tiếp tuyến của $(C)$ khi và chỉ khi hệ $\left\{\begin{array}{l}f(x)=k\left(x-x_A\right)+y_A \\ f^{\prime}(x)=k\end{array}\right.$ có nghiệm.

- Bước 3: Giải hệ trên tìm được $x \Rightarrow k$ và thế vào phương trình $(*)$, thu được phương trình tiếp tuyến cần tìm.

Cách 2:

- Bước 1:

* Gọi $M\left(x_0 ; f\left(x_0\right)\right)$ là tiếp điểm.

* Tính hệ số góc tiếp tuyến $k=f^{\prime}\left(x_0\right)$ theo $x_0$.

- Bước 2: Phương trình tiếp tuyến có dạng: $d: y=f^{\prime}\left(x_0\right)\left(x-x_0\right)+f\left(x_0\right) \quad\left({ }^{* *}\right)$

Vi điểm $A\left(x_A ; y_A\right) \in d$ nên $y_A=f^{\prime}\left(x_0\right)\left(x_A-x_0\right)+f\left(x_0\right)$. Giải phương trình này sẽ tìm được $x_0$.

- Bước 3: Thay $x_0$ vừa tìm được vào $(* *)$ ta được phương trình tiếp tuyến cần tìm.

Ví dụ: Viết phương trình tiếp tuyến của đồ thị $(C): y=-4 x^3+3 x+1$ đi qua điểm $A(-1 ; 2)$.

Bài giải

Ta có: $y^{\prime}=-12 x^2+3$.

Đường thẳng $d$ đi qua $A(-1 ; 2)$ với hệ số góc $k$ có phương trình $d: y=k(x+1)+2$.

Đường thẳng $d$ là tiếp tuyến của $(C) \Leftrightarrow$ hệ $\left\{\begin{array}{ll}-4 x^3+3 x+1=k(x+1)+2 & (1) \\ k=-12 x^2+3 & \text { (2) }\end{array}\right.$ có nghiệm.

Thay $k$ từ $(2)$ vào $(1)$ ta được:

$\begin{aligned}& -4 x^3+3 x+1=\left(-12 x^2+3\right)(x+1)+2 \\& \Leftrightarrow 8 x^3+12x^2-4=0\Leftrightarrow\left(x-\frac{1}{2}\right)(x+1)^2=0\Leftrightarrow\left[\begin{array}{l}x=-1 \\x=\frac{1}{2}\end{array}\right.\end{aligned}$

+ Với $x=-1 \Rightarrow k=-9$. Phương trình tiếp tuyến là: $y=-9 x+7$.

+ Vó́i $x=\frac{1}{2} \Rightarrow k=0$. Phương trình tiếp tuyến là: $y=2$.

Vậy có hai tiếp tuyến cân tìm là $y=-9 x-7 ; y=2$.


 

Như vậy, Học là Giỏi đã tổng hợp các kiến thức quan trọng về phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số và các dạng bài tập mà chúng mình hay gặp. Học là Giỏi hi vọng rằng, các bạn sẽ làm tốt bài tập phần này nhé.

 

 

Xem thêm:

Tổng hợp kiến thức về bất phương trình mũ và logarit

Cách giải phương trình bậc hai một ẩn và ứng dụng của nó
 

Chủ đề:

Đăng ký học thử ngay hôm nay

Để con học sớm - Ôn sâu và nhận ưu đãi học phí!

Bài viết liên quan

Tia là gì? Khái niệm cơ bản và tính chất trong hình học
schedule

Thứ năm, 28/8/2025 04:23 AM

Tia là gì? Khái niệm cơ bản và tính chất trong hình học

Trong hình học, một trong những khái niệm mà học sinh cần nắm vững chính là tia. Nhiều bạn thường đặt câu hỏi: tia là gì và cách phân biệt nó với đoạn thẳng hay đường thẳng như thế nào? Học là Giỏi sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết về tia là gì, các tính chất quan trọng và những bài tập minh họa dễ hiểu qua bài viết dưới đây nhé.

Đoạn thẳng là gì? Cách tính độ dài đoạn thẳng
schedule

Thứ tư, 27/8/2025 02:03 PM

Đoạn thẳng là gì? Cách tính độ dài đoạn thẳng

Trong chương trình toán học cơ bản, từ những bài toán hình học đầu tiên, học sinh đã được làm quen với đoạn thẳng để nghiên cứu đường thẳng, góc, tam giác hay các hình đa giác phức tạp hơn. Học là Giỏi sẽ giúp bạn hiểu rõ khái niệm, tính chất và các dạng bài tập cũng như nắm bắt được cách tính độ dài đoạn thẳng nhé.

Đường thẳng và những kiến thức nền tảng cần ghi nhớ
schedule

Thứ tư, 27/8/2025 08:20 AM

Đường thẳng và những kiến thức nền tảng cần ghi nhớ

Trong hình học, đường thẳng là một trong những khái niệm cơ bản và xuất hiện nhiều trong các đề thi và bài kiểm tra. Học là Giỏi sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về đặc điểm, ứng dụng và cách giải bài tập liên quan đến đường thẳng thông qua bài viết này nhé.

Hướng dẫn học bảng nhân 6 hiệu quả tại nhà
schedule

Thứ tư, 27/8/2025 03:12 AM

Hướng dẫn học bảng nhân 6 hiệu quả tại nhà

Bảng nhân 6 là một phần không thể thiếu trong bảng cửu chương, thường xuất hiện trong nhiều dạng bài tập và tình huống thực tế. Học là Giỏi sẽ giúp bạn hiểu rõ quy luật, ghi nhớ dễ dàng và thực hành hiệu quả bảng nhân 6.

Tổng hợp công thức tính phương sai và độ lệch chuẩn dễ nhớ
schedule

Thứ ba, 26/8/2025 09:12 AM

Tổng hợp công thức tính phương sai và độ lệch chuẩn dễ nhớ

Trong thống kê và xác suất, cách dữ liệu phân tán quanh giá trị trung bình có ý nghĩa trong học tập cũng như thực tiễn. Hai công thức này thường được sử dụng để đo lường mức độ biến động đó chính là phương sai và độ lệch chuẩn. Học là Giỏi sẽ giúp bạn nắm vững kiến thức cơ bản về phương sai và độ lệch chuẩn, kèm theo bài tập minh họa dễ hiểu.

Tập hợp con là gì? Các trường hợp đặc biệt của tập hợp con
schedule

Thứ hai, 25/8/2025 09:45 AM

Tập hợp con là gì? Các trường hợp đặc biệt của tập hợp con

Khái niệm tập hợp hỗ trợ học sinh làm quen với cách mô tả và phân loại đối tượng trong môn toán cấp 3. Trong đó, tập hợp con là gì luôn là câu hỏi thường gặp bởi đây là kiến thức cơ bản nhưng lại có ứng dụng trong nhiều dạng bài tập. Học là Giỏi sẽ giúp bạn nắm vững khái niệm, tính chất và cách vận dụng tập hợp con một cách rõ ràng, dễ hiểu.

message.svg zalo.png