若存在过点(1,0)的直线与曲线y=x的3次方和y=a(x的平方)+15x/4-9都相切,求a的值?

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  • 首先,通过过(1,0)点的直线L与曲线C1:y=x^3相切的条件,求出此直线的斜率k

    设直线L的方程为y=k(x-1),其中k为斜率

    设L与C1的切点为A(x0,y0),鉴于A点既在L上也在C1上,可得出x0与y0的两个数量关系:

    y0=k(x0 -1) ①

    y0=x0^3 ②

    而与曲线C1相切的直线,其斜率k1可以通过对C1的解析式求导获得,为:

    y'=(x^3)'=3x^

    无疑,当切点为A(x0,y0)时,此时的切线斜率为k1=3x0^

    而由于此点恰为直线L与曲线C1的切点所在,故此时有k1=k成立,即:

    k=3x0^ ③

    将②,③两式分别代入①式,得到关于x0的方程,化简得:

    2x0^3 =3x0^

    此方程的解一定是x0=0,或者x0=3/2

    而当x0=0时,k=0,直线L的方程就是y=0,即x轴,通过其与奇函数y=x^3图像的情况对比分析,可知此时的L与C1并不是相切关系,而仅仅是一种相交,故,x0=0,k=0不符合题意,舍去

    于是,得出x0的唯一值为x0=3/2

    就此求出k=3*(3/2)^=27/4

    直线L的方程即为:

    y=27x/4 -27/4

    下面求a的值就容易了:

    将抛物线C2:y=ax^ +15x/4 -9与L:y=27x/4 -27/4,两者的解析式联立,消去y可得到一个关于x的一元二次方程:

    ax^-3x/2 -9/4 =0

    由于L与C2相切,即两者有且仅有一个交点,故上述方程的△=0

    即:△=(-3/2)^ - 4a*(-9/4)=0

    解出a=-1/4