已知函数f(x)=x3+x−16.(1)f(x)=x^{3}+x-16.(1)求曲线y=f(x)y=f(x)在点(2,−6)(2,-6)处的切线方程;(2);(2)直线ll为曲线y=f(x)y=f(x)的切线,且经过原点,求直线ll的方程及切点坐标.

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完整解法

(1)

1. 求出函数的导函数

对函数 f(x)=x3+x−16f(x)=x^3+x-16 求导,得:
f′(x)=3x2+1f'(x) = 3x^2 + 1

2. 检验点是否在曲线上并求出切线斜率

将 x=2x=2 代入函数原解析式,得 f(2)=23+2−16=−6f(2) = 2^3+2-16 = -6,所以点 (2,−6)(2,-6) 在曲线 y=f(x)y=f(x) 上。
切线斜率 kk 为该点处的导数值:
k=f′(2)=3×22+1=13k = f'(2) = 3 \times 2^2 + 1 = 13

3. 写出切线方程并化简

根据点斜式,切线方程为:
y−(−6)=13(x−2)y - (-6) = 13(x - 2)
化简整理得:
y=13x−32y = 13x - 32

答案

y=13x−32y=13x-32

(2)

1. 设切点并写出含有切点参数的切线方程

设切点为 (x0,y0)(x_0, y_0),则 y0=x03+x0−16y_0 = x_0^3 + x_0 - 16。
切线的斜率为 k=f′(x0)=3x02+1k = f'(x_0) = 3x_0^2 + 1。
所以切线 ll 的方程为:
y−(x03+x0−16)=(3x02+1)(x−x0)y - (x_0^3 + x_0 - 16) = (3x_0^2 + 1)(x - x_0)

2. 代入已知点(原点)求出切点横坐标

因为直线 ll 经过原点 (0,0)(0,0),将 x=0,y=0x=0, y=0 代入切线方程中:
−(x03+x0−16)=(3x02+1)(0−x0)-(x_0^3 + x_0 - 16) = (3x_0^2 + 1)(0 - x_0)
化简整理得:
−x03−x0+16=−3x03−x0-x_0^3 - x_0 + 16 = -3x_0^3 - x_0
2x03=−162x_0^3 = -16
x03=−8x_0^3 = -8
解得 x0=−2x_0 = -2。

3. 求出切点坐标及切线方程

将 x0=−2x_0 = -2 代入 y0=x03+x0−16y_0 = x_0^3 + x_0 - 16 得:
y0=(−2)3+(−2)−16=−26y_0 = (-2)^3 + (-2) - 16 = -26
所以切点坐标为 (−2,−26)(-2, -26)。
切线斜率 k=3×(−2)2+1=13k = 3 \times (-2)^2 + 1 = 13。
所以直线 ll 的方程为:
y=13xy = 13x

答案

直线 ll 的方程为 y=13xy=13x,切点坐标为 (−2,−26)(-2,-26)

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