题目
二13.曲线 (x)=(x)^2x 在 x=1 处的切线方程是 __

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查对数求导法的应用,以及利用导数求曲线在某一点处的切线方程。
解题核心思路:
- 对数求导法:当函数形式为底数和指数均含变量的指数函数(如$x^{2x}$)时,先对函数两边取自然对数,将指数转化为乘法,简化求导过程。
- 导数计算:对变形后的等式两边求导,利用乘积法则和链式法则求出导数表达式。
- 代入求值:计算函数在$x=1$处的函数值$f(1)$和导数值$f'(1)$,结合点斜式方程写出切线方程。
破题关键点:
- 正确应用对数性质,将原函数转化为便于求导的形式。
- 准确计算复合函数的导数,特别注意乘积法则的应用。
- 代入$x=1$时,注意$\ln 1 = 0$的简化作用。
步骤1:对函数取对数
设$f(x) = x^{2x}$,两边取自然对数:
$\ln f(x) = \ln(x^{2x}) = 2x \ln x$
步骤2:对两边求导
对等式两边关于$x$求导:
- 左边:$\frac{d}{dx} \ln f(x) = \frac{f'(x)}{f(x)}$
- 右边:$\frac{d}{dx} (2x \ln x) = 2 \ln x + 2x \cdot \frac{1}{x} = 2 \ln x + 2$
因此得到:
$\frac{f'(x)}{f(x)} = 2 \ln x + 2$
步骤3:解出$f'(x)$
两边乘以$f(x)$:
$f'(x) = f(x) \cdot (2 \ln x + 2) = x^{2x} \cdot (2 \ln x + 2)$
步骤4:计算$f(1)$和$f'(1)$
- 函数值:$f(1) = 1^{2 \cdot 1} = 1$
- 导数值:$f'(1) = 1^{2 \cdot 1} \cdot (2 \ln 1 + 2) = 1 \cdot (0 + 2) = 2$
步骤5:写出切线方程
切线方程的点斜式为:
$y - f(1) = f'(1)(x - 1)$
代入$f(1)=1$和$f'(1)=2$:
$y - 1 = 2(x - 1) \implies y = 2x - 1$