设函数
f(x)=ax−xb,曲线
y=f(x) 在点
(2,f(2)) 处的切线方程为
7x−4y−12=0.
(1) 求
f(x) 的解析式;
(2) 证明:曲线
y=f(x) 上任一点处的切线与直线
x=0 和直线
y=x 所围成的三角形面积为定值,并求此定值.
\begin{solution}
\begin{enumerate}
\item 由切线方程
7x−4y−12=0 得
y=47x−3. 在
x=2 处,切点纵坐标为
f(2)=21,而
f′(x)=a+x2b.
因此
⎩⎨⎧2a−2b=21,a+4b=47
分别乘以
2 和
4,得
{4a−b=1,4a+b=7
两式相加得
8a=8,所以
a=1;两式相减得
2b=6,所以
b=3. 因此
f(x)=x−x3,
x=0.
\item 设曲线上的任一点为
T(t,f(t)),其中
t=0. 由于
f′(t)=1+t23,
切线方程为
y−(t−t3)=(1+t23)(x−t)
整理得
y=(1+t23)x−t6
它与直线
x=0 的交点为
P(0,−t6),与直线
y=x 的交点为
Q(2t,2t). 直线
x=0 与
y=x 的交点为原点
O,所以所围三角形为
△OPQ. 以
OP 为底,点
Q 到
x=0 的距离为高,得
S△OPQ=21t6∣2t∣=6
因此该三角形的面积为定值
6.
\end{enumerate}
\end{solution}