Trang chủ › Cẩm nang học tập › Cẩm nang kiến thức
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
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: $y- f(x_0)=f^{\prime}\left(x_0\right) \cdot\left(x-x_0\right)$.
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: $d: y - y_0 =y_0^{\prime}\left(x-x_0\right)\Leftrightarrow y=7(x-1)+3 \Leftrightarrow y=7 x-4$.
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 $y=4 x-7$
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 $y = -2x - 8$.
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 $d_2: y=3 x+14$.
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:
Đăng ký học thử ngay hôm nay
Để con học sớm - Ôn sâu và nhận ưu đãi học phí!
Bài viết xem nhiều
Khám phá các cách tính cạnh huyền tam giác vuông
Thứ ba, 24/9/2024Bí kíp chinh phục các hằng đẳng thức mở rộng
Thứ tư, 14/8/2024Tổng hợp đầy đủ về công thức lượng giác
Thứ tư, 29/5/2024Thể thơ bảy chữ: Từ truyền thống đến hiện đại
Thứ tư, 29/5/2024Thể thơ song thất lục bát trong văn chương Việt Nam
Thứ ba, 28/5/2024Khóa học liên quan
Khóa Luyện thi chuyển cấp 9 vào 10 môn Toán
›
Đánh giá năng lực miễn phí - Toán lớp 11
›
Khóa học tốt trên lớp - Toán lớp 11
›
Khóa luyện thi cấp tốc - Toán lớp 11
›
Khóa Tổng ôn hè - Toán lớp 11
›
Đăng ký học thử ngay hôm nay
Để con học sớm - Ôn sâu và nhận ưu đãi học phí!
Bài viết liên quan
Thứ ba, 22/4/2025 03:21 AM
Bí quyết tìm gia sư toán lớp 9 ở Hà Nội uy tín
Lớp 9 là dấu mốc quan trọng quyết định tương lai học tập của học sinh vào cấp 3, đặc biệt là tại Hà Nội, nơi có môi trường giáo dục cạnh tranh khốc liệt. Trong bối cảnh ấy, việc tìm gia sư toán lớp 9 ở Hà Nội trở thành nhu cầu cấp thiết với nhiều phụ huynh nhằm giúp con tự tin bước vào kỳ thi chuyển cấp. Gia sư online Học là Giỏi sẽ cùng bạn tìm hiểu những lưu ý gì khi tìm gia sư toán lớp 9 ở Hà nội nhé.
Thứ hai, 21/4/2025 09:10 AM
Giải pháp tìm gia sư toán lớp 6 tại Hà Nội hiệu quả
Lớp 6 là bước ngoặt quan trọng khi con bắt đầu làm quen với tư duy Toán học nâng cao và chương trình đổi mới. Vì vậy, tìm gia sư Toán lớp 6 đang trở thành giải pháp thiết thực giúp học sinh tự tin hơn ngay từ những bài toán đầu tiên. Gia sư online Học là Giỏi sẽ cho bạn cái nhìn tổng thể trong việc tìm gia sư toán lớp 6 tại Hà Nội ở bài viết dưới đây nhé.
Thứ ba, 15/4/2025 10:22 AM
Các công thức và cách tính xác suất từ cơ bản đến nâng cao
Trong toán học và cuộc sống, việc dự đoán một sự kiện có xảy ra hay không luôn là điều khiến con người tò mò. Các công thức và cách tính xác suất sẽ giúp chúng ta đo lường mức độ xảy ra của một biến cố, từ những trò chơi may rủi cho đến các quyết định trong đời sống thực tế. Gia sư online Học là Giỏi giúp bạn hiểu rõ các công thức và cách tính xác suất từ những khái niệm cơ bản đến các công thức ứng dụng cao nhé.
Thứ sáu, 11/4/2025 10:03 AM
Tổng hợp các ký hiệu toán học cần ghi nhớ
Trong toán học, ký hiệu đóng vai trò giúp con người biểu đạt những khái niệm trừu tượng một cách logic và hệ thống. Gia sư online Học là Giỏi sẽ cung cấp các ký hiệu toán học ở trong bài viết để bạn có thể nắm bắt và biết cách sử dụng hơn nhé.
Thứ ba, 11/3/2025 07:55 AM
Bí quyết ghi nhớ bảng nhân 4 qua các bài tập thú vị
Bảng nhân 4 là một trong những kiến thức quan trọng trong toán học tiểu học, giúp học sinh rèn luyện tư duy và kỹ năng tính nhẩm nhanh. Gia sư online Học là Giỏi sẽ giúp bạn nắm vững bảng nhân 4 trong bài viết để bạn áp dụng phép nhân đối với các bài tập một cách hiệu quả.
Thứ ba, 11/3/2025 06:54 AM
Học thuộc bảng nhân 3 chỉ trong vài phút
Bảng nhân 3 là một trong những bảng cửu chương quan trọng giúp chúng ta ghi nhớ phép nhân với số 3 dễ dàng. Trong bài viết dưới đây, gia sư online Học là Giỏi sẽ hướng dẫn chi tiết về bảng nhân 3 để bạn áp dụng phép nhân này hiệu quả nhé.