本题导读

本题考查导数的几何意义与二次函数对称轴的综合应用。先由导数求切线斜率,再由倾斜角范围确定斜率的范围,最后转化为点 到对称轴的距离。

📌【题干】

Question

(2003年辽宁卷) 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】

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  1. 建立斜率范围:设切线倾斜角为 。已知 ,根据斜率与倾斜角的关系 ,利用正切函数的单调性求出斜率 的取值范围。

  2. 导数计算切线斜率:对二次函数 求导,得到 。点 处的切线斜率即为 。

  3. 转化目标距离:二次函数 的对称轴方程为 。点 到对称轴的距离为 。

  4. 代数恒等变形求解:将第 2 步的斜率表达式进行整理,凑出目标距离 的结构,结合第 1 步的范围求解。

✅【答案】

Success

B

✍【详细解析】

Abstract

第一步:求切线斜率的取值范围 设曲线在点 处切线的倾斜角为 ,斜率为 。 已知 ,根据正切函数的性质,斜率范围为:

第二步:利用导数表示切线斜率 对函数 求导得: 因此,点 处的切线斜率为:

将 ② 代入 ① 式中,得到关于 的不等式:

第三步:引入对称轴并转化目标距离 二次函数 的对称轴为直线: 因此,点 到对称轴的距离 为横坐标之差的绝对值:

第四步:对不等式变形求 的范围 将第二步得到的不等式 提取公因式 (已知 ):

不等式各项同时除以正数 :

由于各项均大于或等于 0,可以直接加上绝对值号:

即目标距离 的取值范围为:

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:导数的几何意义 ,倾斜角与斜率的关系,二次函数的对称轴。
  2. 核心方法:整体代换法。
  3. 避坑指南:
    • 极易在第 4 步中因为漏掉对称轴分母中的常数 而误选 A。

    • 注意题干中给出的条件 ,这保证了不等式在同除以 时不需要改变不等号的方向。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 本题是导数与二次函数结合的中档选择题,考查将几何量转化为导数的代数条件。
  2. 结论推广: 对于抛物线 (),其上一点处的切线斜率 与该点到对称轴的距离 满足 ,即 。由此,当 时,。

🔗【关联脉络】

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