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函数与导数客观题:新高考数学全国卷题12

函数与导数客观题:新高考数学全国卷题12

作者: 易水樵 | 来源:发表于2022-06-29 23:15 被阅读0次

新高考数学全国卷题12

过平面内一点 P 作曲线 y= |\ln x| 的两条互相垂直的切线 l_1,l_2, 切点为 P_1,P_2P_1,P_2 不重合),设直线 l_1,l_2 分别与 y 轴交于点 A,B ,则下列结论正确的是

A. P_1,P_2 两点的横坐标之积为定值

B. 直线 P_1P_2 的斜率为定值;

C. 线段 AB 的长度为定值

D. 三角形 \triangle ABP 面积的取值范围为 (0,1]


【解析】

y= |\ln x| 是一个分段函数:

x \in (0,1), y = - \ln x, \;y'= - \dfrac{1}{x};

x \in (1,+\infty), y = \ln x,\; y'=\dfrac{1}{x};

不妨设 P_1,P_2 分别为 l_1,l_2 上的切点,记切点坐标为 P_1(x_1, -\ln x_1), \; P_2(x_2, \ln x_2);

∵ 两条切线互相垂直, ∴ - \dfrac{1}{x_1} \cdot \dfrac{1}{x_2} = -1,

x_1 x_2 =1

所以,选项 A 正确;


x_1 x_2 =1,

-\ln x_1 = \ln x_2,

∴ 直线 P_1P_2 的斜率为 0,

选项 B 正确;


曲线 y= |\ln x| 有一个特殊点 (1,0), 若 x_1=x_2, 则 P_1,P_2, P 三点重合,相应的,k_1=-1, k_2=1;

此时,|AB|=2, \triangle PAB 是等腰直角三角形,且 S_{\triangle PAB} = 1.

P_1,P_2 不重合时有:0 \lt x_1 \lt 1 \lt x_2

切线 l_1 的方程为 y=-\dfrac{1}{x_1}(x-x_1) - \ln x_1,

切线 l_2 的方程为 y=-\dfrac{1}{x_1}(x-x_2) - \ln x_2,

y_{_A}=1-\ln x_1,

y_{_B}=-1+\ln x_2,

|y_{_A} - y_{_B} | = 2.

∴ 选项 C 正确;


x_1x_2 互为倒数,x_1 \rightarrow0, x_2 \rightarrow +\infty,

x_2 不断增大,则切线 l_2 的倾角趋近于 0;

切线 l_2y 轴的夹角趋近于 90°

记此夹角为 \beta, 则 S_{\triangle PAB} = \dfrac{1}{2} \cdot 2 \sin\beta\cdot 2\cos\beta=\sin2\beta

所以,x_1 \rightarrow0, x_2 \rightarrow +\infty,\; S_{\triangle PAB}\rightarrow 0,

选项 D 正确.


结论:ABCD 都是正确选项.


【提炼与提高】

难度不高,工作量加大。

数形结合,要求考生灵活处理。


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