2.求曲线 ^dfrac (2{3)}+(y)^dfrac (2{3)}=(a)^dfrac (2{3)} 在点 (dfrac (sqrt {2)}(4)a,dfrac (sqrt {2)}(4)a) 处的切线方程和法线方程.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查隐函数求导法的应用,以及利用导数的几何意义求曲线在某点的切线方程和法线方程。
解题核心思路:
- 隐函数求导:对给定的隐函数方程两边同时关于$x$求导,解出$\frac{dy}{dx}$的表达式。
- 代入点求斜率:将给定点的坐标代入导数表达式,得到切线的斜率$k$。
- 写方程:利用点斜式方程分别写出切线方程和法线方程(法线斜率为切线斜率的负倒数)。
破题关键点:
- 正确求导:注意隐函数求导时,对$y$求导需乘以$\frac{dy}{dx}$。
- 代数化简:代入点的坐标时,需注意分数和根号的运算准确性。
隐函数求导
对原方程 $x^{\frac{2}{3}} + y^{\frac{2}{3}} = a^{\frac{2}{3}}$ 两边同时关于$x$求导:
$\frac{2}{3}x^{-\frac{1}{3}} + \frac{2}{3}y^{-\frac{1}{3}} \cdot \frac{dy}{dx} = 0$
解得:
$\frac{dy}{dx} = -\frac{x^{-\frac{1}{3}}}{y^{-\frac{1}{3}}} = -\left( \frac{y}{x} \right)^{\frac{1}{3}}$
代入点求斜率
将点 $\left( \frac{\sqrt{2}}{4}a, \frac{\sqrt{2}}{4}a \right)$ 代入导数表达式:
$\frac{dy}{dx} \Bigg|_{\left( \frac{\sqrt{2}}{4}a, \frac{\sqrt{2}}{4}a \right)} = -\left( \frac{\frac{\sqrt{2}}{4}a}{\frac{\sqrt{2}}{4}a} \right)^{\frac{1}{3}} = -1$
因此,切线斜率 $k = -1$,法线斜率为 $1$。
写方程
- 
切线方程: 
 点斜式为:
 $y - \frac{\sqrt{2}}{4}a = -1 \left( x - \frac{\sqrt{2}}{4}a \right)$
 整理得:
 $x + y = \frac{\sqrt{2}}{2}a$
- 
法线方程: 
 点斜式为:
 $y - \frac{\sqrt{2}}{4}a = 1 \cdot \left( x - \frac{\sqrt{2}}{4}a \right)$
 整理得:
 $x - y = 0$