Giải mục 2 trang 35, 36 SGK Toán 11 tập 2 - Cùng khám phá

Hoạt động 3

Cho hàm số \(f(x) = \frac{{{x^2}}}{4}\) có đồ thị là đường parabol (P) như Hình 7.4 . Gọi M là điểm thuộc (P) có hoành độ \({x_0} = 2\).

a, Tính \({f'}(2)\)

b, Viết phương trình đường thẳng \(\Delta \) đi qua điểm M và có hệ số góc bằng \({f'}(2)\)

c, Vẽ đường thẳng \(\Delta \) và (P) trên cùng một mặt phẳng tọa độ. Có nhận xét gì về \(\Delta \) và (P).

Phương pháp giải:

a, Áp dụng định nghĩa tính \({f'}(2)\)

b, Phương trình đường thẳng đi qua điểm M có hoành độ \({x_0}\) và hệ số góc \({f'}(2)\) là

\(y = {f'}({x_0}).(x - {x_0})\)

c, Dựa vào câu b để vẽ đường thẳng \(\Delta \)

Lời giải chi tiết:

a, Ta có: \({f'}(2) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \frac{{f(x) - f(2)}}{{x - 2}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \frac{{\frac{{{x^2}}}{4} - 1}}{{x - 2}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \frac{{{x^2} - 4}}{{4(x - 2)}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \frac{{(x - 2).(x + 2)}}{{4(x - 2)}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \frac{{x + 2}}{4} = 1\)

b, Điểm M có tọa độ M(2;1)

Phương trình đường thẳng \(\Delta \) đi qua điểm M(2,1) có hệ số góc \({f'}(2)\) là:

y = 1.( x-2)+1= x-1

Vậy phương trình đường thẳng \(\Delta \) là: y= x-1

Luyện tập 2

Cho hàm số \(y =  - 3{x^3}\) có đồ thị ( C ). Tìm hệ số góc của tiếp tuyến tại điểm M (-1,3)

Phương pháp giải:

Hệ số góc của tiếp tuyến là đạo hàm của hàm số tại điểm -1

Lời giải chi tiết:

Ta có: \({f'}( - 1) = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - 1} \frac{{f(x) - f( - 1)}}{{x - ( - 1)}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - 1} \frac{{ - 3{x^3} - 3}}{{x + 1}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - 1} \frac{{ - 3.({x^3} + 1)}}{{x + 1}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - 1} ( - 3).({x^2} - x + 1) =  - 9\)

Vậy hệ số góc của tiếp tuyến tại điểm M(-1,3) là -9.

Hoạt động 4

Cho hàm số \(f(x) = {x^2} + 1\)có đồ thị parabol (P) và điểm M(1,2) thuộc (P). Gọi \(\Delta \)là tiếp tuyến của (P) tại M. Hãy viết phương trình \(\Delta \).

Phương pháp giải:

Hệ số góc của tiếp tuyến là đạo hàm của hàm số tại điểm 1

Phương trình tiếp tuyến của đường thẳng có hệ số góc k tại điểm \(M({x_0};{y_0})\) là:

\(y = k.(x - {x_0}) + {y_0}\)

Lời giải chi tiết:

Ta có: \(y'(1) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{f(x) - f(1)}}{{x - 1}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{{x^2} + 1 - 2}}{{x - 1}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} (x + 1) = 2\)

Phương trình tiếp tuyến tại điểm M(1,2) có hệ số góc k=2 là:

y = 2.( x -1)+2=2x

Luyện tập 3

Cho parabol (P) \(y = {x^2} + 2x - 3\) và điểm M thuộc (P) có hoành độ \({x_0} =  - 2\)

a, Tính \({y'}( - 2)\)

b, Viết phương trình tiếp tuyến của (P) tại điểm M.

Phương pháp giải:

a, Sử dụng định nghĩa để tìm đạo hàm của hàm số tại điểm -2

b, Sử dụng công thức tiếp tuyến \(y = {f'}({x_0}).(x - {x_0}) + f({x_0})\)

Lời giải chi tiết:

a, Ta có: \(y'( - 2) = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - 2} \frac{{f(x) - f( - 2)}}{{x + 2}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - 2} \frac{{{x^2} + 2x - 3 - ( - 3)}}{{x + 2}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - 2} \frac{{{x^2} + 2x}}{{x + 2}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - 2} \frac{{x.(x + 2)}}{{x + 2}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - 2} x =  - 2\)

b, Ta có: \({x_0} =  - 2 \Rightarrow f({x_0}) = {( - 2)^2} + 2.( - 2) - 3 =  - 3\)

Phương trình tiếp tuyến của (P) tại điểm M (-2, -3) là:

y = -2. (x + 2) -3= -2x -7.