题17

题目

[!question]+
设曲线 经过点 , 上任意一点 到 轴的距离等于该点处的切线在 轴上的截距。
(I) 求 ;
(II) 在 上求一点,使该点处的切线与两坐标轴所围成的三角形面积最小,并求此最小面积。

分析

[!NOTE]+
同年的数一有一个题目和本题是一样的:题129

解

[!done]-
(解) (I) 由导数的几何意义可知,点 处的切线方程为 。该点到 轴的距离为 ()。

令 ,可得 。由点 到 轴的距离等于该点处的切线在 轴上的截距可得 。整理可得 。由一阶非齐次线性微分方程的通解公式可得

。

代入 可得 。因此,。

(II) 点 处的切线与两坐标轴所围成的三角形是一个直角三角形,记切线在 轴, 轴上的截距为 ,则三角形的面积 。

由第 (I) 问可知,点 处的切线方程为 ,。令 ,可得 ,从而切线与 轴的交点为 ,。

又由第 (I) 问可知,,

。

于是,

,

。

由此可得 。

下面求 的最小值。

计算 。

。

当且仅当 时,。又因为当 时,, 单调减少,当 时,, 单调增加,所以 是 的最小值点。

因此,点 处的切线与坐标轴所围成的三角形面积最小,最小值为 。