2022 新高考Ⅱ卷 - 第14题 (填空题)

导数几何意义与过原点切线
前置知识回顾:公式与定理 (点击展开)
  • 绝对值对数函数对称性: \( y = \ln|x| \) 为偶函数,其切线亦关于 \( y \) 轴呈相反数对称。
  • 导数切线方程公式: 设切点为 \( (x_0, \ln x_0) \,(x_0 > 0) \),切线方程为 \( y - \ln x_0 = \frac{1}{x_0}(x - x_0) \)。

14. 曲线 \( y = \ln|x| \) 过坐标原点的两条切线的方程为____________,____________.

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思路与规范推导

破题思路全景图

分段与对称性:y = ln|x| 为偶函数,先求 x > 0 侧切线
设切点 (x₀, ln x₀),求导 y' = 1/x₀ 写出点斜式方程
代入坐标原点 (0, 0):-ln x₀ = (1/x₀)(0 - x₀) = -1 解得 x₀ = e
求得右切线 y = (1/e)x,由偶函数对称性得左切线 y = -(1/e)x

单行道严密推导流

点击查看严密推导过程

第一步:求 \( x > 0 \) 分支的切线方程

当 \( x > 0 \) 时,函数为 \( y = \ln x \),求导得 \( y' = \frac{1}{x} \)。

设切点坐标为 \( (x_0, \ln x_0) \)(\( x_0 > 0 \)),则切线方程为:

\[ y - \ln x_0 = \frac{1}{x_0}(x - x_0) \]

因为切线过坐标原点 \( (0, 0) \),代入 \( x = 0, y = 0 \):

\[ -\ln x_0 = \frac{1}{x_0}(0 - x_0) = -1 \implies \ln x_0 = 1 \implies x_0 = \text{e} \]

切点为 \( (\text{e}, 1) \),切线斜率为 \( k = \frac{1}{\text{e}} \)。

故该切线方程为:

\[ y = \frac{1}{\text{e}}x \]

第二步:利用偶函数对称性求 \( x < 0 \) 分支的切线

因为曲线 \( y = \ln|x| \) 关于 \( y \) 轴对称,另一条过原点的切线必然关于 \( y \) 轴对称。

将 \( x \) 换为 \( -x \),直接可得另一条切线方程为:

\[ y = -\frac{1}{\text{e}}x \]

易错分水岭警示

漏掉一条负切线: 只解出了 \( x > 0 \) 的 \( y = \frac{1}{\text{e}}x \),忘记原题是“两条切线”。

自然常数写错: 把 \( \ln x_0 = 1 \) 错解为 \( x_0 = 10 \)。

最终答案核对

解析阅读完毕,点击核对最终答案
y = (1/e)x,y = -(1/e)x

核心模型与结论

过原点对数切线经典结论模型:\( y = \ln x \) 过原点切线为 \( y = \frac{1}{\text{e}}x \);\( y = \text{e}^x \) 过原点切线为 \( y = \text{e}x \)。两者互为反函数关于 \( y = x \) 对称,高考必备秒杀常识!

易错警示与避坑

切点不在原点!切记对数函数在原点无定义,切线是“经过原点”而不是“在原点处”。

高分技法与秒杀

经典结论秒填:高中数学两大天王切线:\( y = \text{e}^x \) 切线为 \( y = \text{e}x \),\( y = \ln x \) 切线为 \( y = \frac{1}{\text{e}}x \)。加上绝对值即加一对相反数斜率,直接默写 \( y = \pm \frac{1}{\text{e}}x \),5 秒交卷!

诊断与进阶指南

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