13.求曲线 =cos x 上点 (dfrac (pi )(3),dfrac (1)(2)) 处的切线方程和法线方程.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查导数的几何意义,即利用导数求曲线在某点处的切线方程和法线方程。
解题核心思路:
- 求导数:确定曲线在给定点的切线斜率;
- 点斜式方程:利用切点坐标和斜率写出切线方程;
- 法线斜率:切线斜率的负倒数,再用点斜式写出法线方程。
破题关键点:
- 正确计算导数:$y = \cos x$ 的导数为 $y' = -\sin x$;
- 代入点的横坐标:求出切线的斜率;
- 方程整理:将结果整理为标准形式。
1. 求切线方程
步骤1:求导数
函数 $y = \cos x$ 的导数为:
$y' = -\sin x$
步骤2:求切线斜率
在点 $\left( \dfrac{\pi}{3}, \dfrac{1}{2} \right)$ 处,导数值为:
$k_{\text{切}} = -\sin \dfrac{\pi}{3} = -\dfrac{\sqrt{3}}{2}$
步骤3:写切线方程
用点斜式 $y - y_0 = k_{\text{切}}(x - x_0)$,代入点 $\left( \dfrac{\pi}{3}, \dfrac{1}{2} \right)$:
$y - \dfrac{1}{2} = -\dfrac{\sqrt{3}}{2} \left( x - \dfrac{\pi}{3} \right)$
展开并整理:
$\dfrac{\sqrt{3}}{2}x + y - \dfrac{1}{2} \left( 1 + \dfrac{\sqrt{3}}{3}\pi \right) = 0$
2. 求法线方程
步骤1:求法线斜率
法线斜率为切线斜率的负倒数:
$k_{\text{法}} = \dfrac{2\sqrt{3}}{3}$
步骤2:写法线方程
用点斜式 $y - y_0 = k_{\text{法}}(x - x_0)$,代入点 $\left( \dfrac{\pi}{3}, \dfrac{1}{2} \right)$:
$y - \dfrac{1}{2} = \dfrac{2\sqrt{3}}{3} \left( x - \dfrac{\pi}{3} \right)$
展开并整理:
$\dfrac{2\sqrt{3}}{3}x - y + \dfrac{1}{2} - \dfrac{2\sqrt{3}}{9}\pi = 0$