本题导读
本题主要考查二次函数导数的几何意义以及直线的倾斜角与斜率之间的对应关系。解题的关键在于将倾斜角的取值范围转化为切线斜率(即导数值)的不等式约束,再结合二次函数对称轴方程,推导出点到对称轴距离的取值范围。
📌【题干】
Question
(2003年江苏卷) 设 ,,曲线 在点 处切线的倾斜角的取值范围为 ,则 到曲线 对称轴距离的取值范围为()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
倾斜角转化为斜率:设切线的倾斜角为 。已知 ,利用正切函数的单调性,切线斜率 的取值范围为 。
利用导数表示斜率:根据导数的几何意义,曲线在点 处的切线斜率等于该点处的导数值 。求导并列出关于 的不等式。
构建距离代数式:二次函数 的对称轴方程为 。点 到对称轴的垂直距离可表示为 。
整体代换求解:将导数不等式进行变形,凑出距离代数式 的结构,利用 的条件解出 的取值范围。
✅【答案】
Success
B
✍【详细解析】
Abstract
设曲线 在点 处切线的倾斜角为 。 已知 ,则切线斜率 满足:
对二次函数 求导,得:
根据导数的几何意义,点 处的切线斜率 。代入斜率范围得:
二次函数 的图象对称轴方程为:
则点 到对称轴的距离 为:
为了从已知不等式中分离出 的结构,将不等式 提公因式 (已知 ):
两边同时除以正数 ,不等号方向不变:
通过加绝对值符号转换成距离度量 :
即:
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:导数的几何意义(切线斜率 ),正切型三角不等式的求解,二次函数的对称轴性质。
- 核心方法:整体代换法(构造目标表达式)。在不等式变形中,不直接孤立反解出 ,而是直接凑出距离公式的核心结构 。
- 避坑指南:
容易将二次函数的对称轴方程错记为 ,导致公式推导错误。
注意绝对值的几何实际意义。由于 被限制在非负区间 内,加绝对值后其上下界完全保持不变。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 本题属于典型的微积分基础应用题(导数的几何应用),考查将解析几何中的几何距离问题通过导数运算化归为一元一次不等式组的控制范围问题。
- 结论推广: 对于任意二次函数 (),若其上某点 处的切线倾斜角范围限定为 ,则该点到对称轴的垂直距离 满足通用区间式: (若区间包含0,则下界为0)。本题即为 时的特例。
🔗【关联脉络】
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