题目
求曲线y=lnx在x=1处的切线方程和法线方程。
求曲线$$y=lnx$$在$$x=1$$处的切线方程和法线方程。
题目解答
答案
$$x=1$$时,$$y=ln1=0$$,,$$x=1$$时,
,故切线方程为$$y=x-1$$,法线方程为$$y=-(x-1)$$,即$$y=-x+1$$
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:
- 确定切点坐标:将给定的$x$值代入原函数,求出对应的$y$值。
- 求导数得切线斜率:对函数求导,代入$x$值得到切线的斜率。
- 写切线方程:利用点斜式方程,代入切点坐标和切线斜率。
- 求法线方程:法线斜率为切线斜率的负倒数,再用点斜式方程。
破题关键点:
- 正确计算导数:$y = \ln x$的导数为$y' = \frac{1}{x}$。
- 注意法线斜率的符号:法线斜率为切线斜率的负倒数,需特别注意符号。
步骤1:求切点坐标
当$x = 1$时,代入函数$y = \ln x$,得:
$y = \ln 1 = 0$
因此,切点坐标为$(1, 0)$。
步骤2:求切线斜率
对$y = \ln x$求导,得:
$y' = \frac{1}{x}$
在$x = 1$处,导数值为:
$y'\big|_{x=1} = \frac{1}{1} = 1$
因此,切线的斜率为$k_{\text{切}} = 1$。
步骤3:写切线方程
利用点斜式方程$y - y_0 = k(x - x_0)$,代入切点$(1, 0)$和斜率$1$:
$y - 0 = 1 \cdot (x - 1)$
整理得:
$y = x - 1$
步骤4:求法线方程
法线斜率为切线斜率的负倒数:
$k_{\text{法}} = -\frac{1}{k_{\text{切}}} = -\frac{1}{1} = -1$
同样利用点斜式方程,代入切点$(1, 0)$和斜率$-1$:
$y - 0 = -1 \cdot (x - 1)$
整理得:
$y = -x + 1$