理解“有公共切线”的数学含义
当我们说两个函数曲线 y=f(x) 与 y=g(x)(此处 g(x)=x²-x)在点 (0,1) 处有公共的切线时,其核心含义包含两个紧密相连的几何与代数条件。首先,从几何直观上看,这意味着两条曲线在 x=0 这一点相交,并且“擦肩而过”时,拥有完全相同的接触角度和方向,即它们共享同一条直线作为切线。因此,这直接引出了两个基本要求:第一,两条曲线必须都经过点 (0,1),即函数值相等 f(0)=g(0)=1;第二,它们在这一点处的导数(切线的斜率)也必须相等,即 f'(0)=g'(0)。
具体条件分析与计算
让我们针对给定的具体函数 g(x)=x²-x 进行分析。首先,计算 g(x) 在 x=0 处的函数值:g(0)=0²-0=0。但这与题目中指定的公共点 (0,1) 矛盾,因为 g(0)=0 ≠ 1。这里就出现了关键点:题目表述“在(0,1)处”可能意指该点的坐标为 (0,1)。若严格按照此坐标,则 g(0)=0,说明曲线 y=x²-x 根本不经过(0,1)。因此,一个合理的解释是,题目本意可能是指“在 x=0 处”有公共切线,而该点的纵坐标需要由函数值决定。若假设公共切点横坐标为 x=0,那么对于 g(x),切点实际是 (0,0),而非(0,1)。要使公共点为(0,1),则需重新审视。更可能的情况是,题目条件隐含了 f(0)=1,且要求 f'(0)=g'(0)。我们先计算 g'(x)=2x-1,因此 g'(0)=-1。所以,对函数 f(x) 的条件是:f(0)=1 且 f'(0)=-1。
综上所述,“有公共切线”是一个强约束条件,它要求函数在接触点处“值相等”且“斜率相等”。对于标题中的具体描述,我们需要特别注意点坐标的准确性。在实际解题中,这通常意味着我们可以利用这两个等式来求解未知函数 f(x) 中的特定参数,或者理解两个函数在局部范围内的近似关系。这种概念在微积分、优化和曲线拟合等领域有着广泛的应用。
