1
สมการของเสน้สมัผัสเสน้โค้ง และสมการของเสน้ปกติ( Equation of Tangent and Normal )
จาก ภาพ เสน้ตรง L1 เป็นเสน้สมัผัส (Tangent line ) สว่นเสน้ตรง L2 เป็นเสน้ปกติ ( Normal line )ของเสน้โค้ง y = f(x) ท่ีจุด P ( x1 , y1 ) เรา จะได้วา่ความชนั( gradient )ของเสน้สมัผัสเสน้โค้ง คือค่าของอนุพนัธุข์องเสน้โค้ง ณ จุดสมัผัสนัน้ ให ้ mL1 แทน ความชนัของเสน้ตรง L1 เราจะได้วา่
mL1=f ' (x1 )=dydx ที่ จุด(x1 , y1 )
ดังนัน้สมการของ Tangent line คือ y− y1=f ' (x1) (x−x1) สว่นเสน้ตรง L2 เป็นเสน้ตรงที่ตัง้ฉาก ( perpendicular) กับเสน้ตรง L1 เรยีกเสน้ตรง L2 วา่เป็นเสน้ปกติ (Normal line ) ของเสน้โค้ง y = f(x) ท่ีจุด P ( x1 , y1 ) ดังนัน้
mL2=−1mL1
(mL1≠0) สมการของเสน้ L2
คือ
ครูวยิะดา ทอง
www. mathsolution.org
ชื่อ .................................................
ชัน้ ........................ เลขท่ี ...................
2
y− y1= −1f ' (x1 )
(x−x1)
ตัวอยา่งท่ี 1 A tangent and a normal are drawn to the curve y3−5 x+8at x=1.Find ( a) the equation of the tangent , (b) the equation of the normal.Solution………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………ตัวอยา่งท่ี 2 The diagram shows part of the curve y=x2−2 x+3 and the tangent liney=2 x+c to the curve at point A. Find
( a) the coordinate of A( b) the value of the constant, C. Solution
ครูวยิะดา ทองwww. mathsolution.org
3
ตัวอยา่งท่ี 3 The curve y=x2−3 x+4 passes through the point P( 1 , 2 ) and Q( 3 , 4 ).Find ( a ) the equation of the tangent at P,
( b) the equation of the normal at Q,( c ) the coordinate of R , the point where the
tangent intersects the normal.……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ครูวยิะดา ทองwww. mathsolution.org
4
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………ตัวอยา่งท่ี 4 The diagram show part of the curve y=x2−4 x+1 and the tangent line at P( a , b ).The tangent line is perpendicular to the line 2 y+ x=4Find ( a) the value of a and b ,
( b ) the equation of the tangent at P.
แบบฝึกหดั สมการของเสน้สมัผัสเสน้โค้ง และสมการของ เสน้ปกติ1. จงหาสมการของเสน้สมัผัสเสน้โค้ง และสมการของเสน้ปกติ ณ จุดท่ีกำาหนดให้
(a) y=2x2−3 x+1 ท่ีจุด ( 2 , 3)………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ครูวยิะดา ทอง
www. mathsolution.org
5
( b ) y=x3+3 x2 ท่ีจุด x = -1………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
(c) y=x √1−2 x ท่ีจุด ( -4 , -12 )………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………2. Find the equation of the tangent to the curve y= x
2+5x+1
at x = 1 and x = 3 . Find the coordinate of the point where these tangent meet.………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
6
3. Find the equation of the normal to the curve y=2x+ 8x at x = 1 and x = 4 . Find the coordinate of the point where these normal intersect.………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………4. ( a ) Find the equation of the tangent and normal to the curve y=√4 x−x2+1 at ( 1 , 2 ) Show that the tangent is parallel to the line 6y -3x = 1. ( b ) Find the equation of the tangent to the curve y=3 x2−2 x+5 which is perpendicular To the line 4y + x = 2………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………5. The equation of a curve is y=2x2−kx+3 , where k is a constant .
( a ) Find , in terms of k , the gradient of the tangent at point A where x = 1.
ครูวยิะดา ทอง
www. mathsolution.org
7
( b ) Given that the tangent at point A passes through the point B( 5 , 1 ), Find the value of k.……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
9. กำาหนดให ้ L1 เป็นเสน้ตรงซึ่งมสีมการเป็น 4 x−3 y+10=0 และ L2 เป็นเสน้สมัผัสเสน้
โค้ง y=x2−83 x+73 ถ้า L2 ขนานกับ L1 แล้ว ระยะหา่งระหวา่ง L1
และ L1 เท่ากับเท่าใด………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ครูวยิะดา ทอง
www. mathsolution.org
8
10. ถ้า f(x) เป็นฟงัก์ชัน่ ซึ่งเสน้ตรง 2y = 3x +2 สมัผัสกราฟของ y = f(x) ท่ีจุด ( 0 , 1 ) แล้ว
limx→0 ( f ( x )−1x ) มค่ีาเท่ากับขอ้ใดต่อไปน้ี
1. −32 2. −12 3. 32 4. 2 5.52
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………11. เสน้ตรงซึ่งตัดตัง้ฉาก กับเสน้สมัผัสเสน้โค้ง y=2x3− 1
√x ที่จุด x=1
คือเสน้ตรงในขอ้ใด ต่อไปน้ี
1. 13x -2y -11 = 0 2. 13x +2y -15 = 0
3. 2x-13y+11 = 0 4. 2x+13 y -15 = 0
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
9
………………………………………………………………………………………………………………
12. กำาหนดให ้C เป็นเสน้โค้ง y=2+x|x−1| เมื่อ x เป็นจำานวนจรงิ ถ้า L เป็นเสน้ตรงที่สมัผัส กับเสน้โค้ง C ท่ีจุด ( 0, 2 ) และให ้ N เป็นเสน้ตรงที่ตัง้ฉากกับเสน้ตรง L ณ จุด ( 0 , 2) แล้ว เสน้ตรง N ผ่านจุดในขอ้ใดต่อไปน้ี
1. ( -1 , 3) 2. ( 1 , 5 ) 3. ( -2 , 5 )4. ( 3 , -2 ) 5. ( -3 , 4 )
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………13. ถ้าเสน้สมัผัสเสน้โค้ง y= (x−1 )2(2x−54 ) ท่ีจุด ( 12 ,− 1
16 ) ทำามุม θกับแกนx โดยที่ 0≤θ≤ π2 แล้วค่าของ sin2 θ2 มค่ีาเท่ากับเท่าใด (0.1)
( ความชนัของเสน้สมัผัสเสน้โค้งคือค่าของ tanθ )………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ครูวยิะดา ทองwww. mathsolution.org
10
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
14. กำาหนดให ้ C เป็นเสน้โค้ง y=3 x4−2x3
เมื่อ x > 0 และ ให ้ L เป็นเสน้ตรง ท่ีสมัผัสเสน้กับเสน้ โค้งที่จุด ( 1 , 1 ) ถ้าเสน้ตรง L ตัดกับพาราโบลา x (x−1 )= y−1 ที่จุด A และ B แล้วระยะหา่ง ระหวา่ง จุด A กับจุด B เท่ากับขอ้ใดต่อไปน้ี 1. 4 √82 2.8√82 3. 4 √41
4. 8√41………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
ครูวยิะดา ทอง
www. mathsolution.org
11
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………15. จงหาสมการของเสน้สมัผัสเสน้โค้ง y=x ( x−2 )2+3 ท่ีจุด ( 2 , 3) และหาสมการของเสน้สมัผัส เสน้โค้ง ท่ีจุดบนเสน้โค้งท่ีมคีวามชนั เท่ากับ -1………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
16. ถ้าเสน้ตรง ax + by + c = 0 สมัผัสเสน้โค้ง y=a (2 x−1 )2 ท่ีจุด ( 1 , 2 ) จงหาสมการเสน้ สมัผัส
ครูวยิะดา ทอง
www. mathsolution.org
12
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………17. กำาหนดใหเ้สน้ตรง L มคีวามชนัเท่ากับ 2 และสมัผัสเสน้โค้ง y=x2+2 ถ้าจุด ( a , b ) อยูบ่นเสน้ตรง L และอยูใ่กล้จุดกำาเหนิดมากที่สดุ จงหาค่าของ a + b………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………18. ถ้า T เป็นจุดบนเสน้โค้ง y=2x2+1 และสมัผัสเสน้โค้งที่จุด T ขนานกับเสน้ตรง y = -4x จงหาสมการเสน้ตรงท่ีผ่านจุด T และตัง้ฉากกับเสน้สมัผัส
13
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………