题目
设曲线C的方程为^2y-x(y)^2=2,试找出C上有水平切线和铅直切线的点。
设曲线C的方程为
,试找出C上有水平切线和铅直切线的点。
题目解答
答案
方程两端分别对x求导,得

令
,得
,
结合曲线C的方程
,
得
,
可知曲线C上点
处有水平切线。
当
,结合曲线C的方程
,得
,
可知曲线C上点
处有铅直切线。
解析
考查要点:本题主要考查隐函数求导的应用,以及如何通过导数确定曲线上的水平切线和铅直切线的点。
解题核心思路:
- 隐函数求导:对曲线方程两边关于$x$求导,得到$\frac{dy}{dx}$的表达式。
- 水平切线条件:当$\frac{dy}{dx}=0$时,分子为$0$,解方程并结合原方程求点。
- 铅直切线条件:当$\frac{dy}{dx}$不存在时,分母为$0$,解方程并结合原方程求点。
破题关键点:
- 正确求导:注意乘积法则和链式法则的应用。
- 分类讨论:分别处理分子为$0$(水平切线)和分母为$0$(铅直切线)的情况。
- 代入验证:将解代入原方程,排除无解的情况。
1. 隐函数求导
对原方程$x^{2}y - xy^{2} = 2$两边关于$x$求导:
$\begin{aligned}\frac{d}{dx}(x^{2}y) - \frac{d}{dx}(xy^{2}) &= \frac{d}{dx}(2) \\2xy + x^{2}\frac{dy}{dx} - \left( y^{2} + 2xy\frac{dy}{dx} \right) &= 0 \\x^{2}\frac{dy}{dx} - 2xy\frac{dy}{dx} &= -2xy + y^{2} \\\frac{dy}{dx}(x^{2} - 2xy) &= y^{2} - 2xy \\\frac{dy}{dx} &= \frac{y^{2} - 2xy}{x^{2} - 2xy}.\end{aligned}$
2. 水平切线的点
当$\frac{dy}{dx} = 0$时,分子$y^{2} - 2xy = 0$,即:
$y(y - 2x) = 0 \implies y = 0 \text{ 或 } y = 2x.$
- 若$y = 0$:代入原方程$x^{2} \cdot 0 - x \cdot 0^{2} = 0 \neq 2$,无解。
- 若$y = 2x$:代入原方程:
$x^{2}(2x) - x(2x)^{2} = 2x^{3} - 4x^{3} = -2x^{3} = 2 \implies x^{3} = -1 \implies x = -1.$
对应$y = 2(-1) = -2$,故水平切线点为$(-1, -2)$。
3. 铅直切线的点
当$\frac{dy}{dx}$不存在时,分母$x^{2} - 2xy = 0$,即:
$x(x - 2y) = 0 \implies x = 0 \text{ 或 } x = 2y.$
- 若$x = 0$:代入原方程$0^{2} \cdot y - 0 \cdot y^{2} = 0 \neq 2$,无解。
- 若$x = 2y$:代入原方程:
$(2y)^{2}y - 2y \cdot y^{2} = 4y^{3} - 2y^{3} = 2y^{3} = 2 \implies y^{3} = 1 \implies y = 1.$
对应$x = 2 \cdot 1 = 2$,故铅直切线点为$(2, 1)$。