卡在這題?用 AI 解開它
Calculus · real student question

對曲線 y = 3x⁴ − 6x² + 2,求 x 座標為 2 的那一點處的斜率,以及該點的切線方程式。

Question

考慮曲線 y=3x4−6x2+2y=3x^4-6x^2+2。

(a) 求 xx 座標為 22 的那一點處,曲線的斜率。

(b) 求該點處的切線方程式。

Step-by-step solution

  1. 把曲線微分。 逐項微分得 dydx=12x3−12x\frac{dy}{dx}=12x^3-12x。導函數就是斜率函數:餵給它一個 xx 值,回傳的就是那裡的切線斜率。

  2. 在 x=2x=2 算出斜率。 12(2)3−12(2)=12(8)−24=96−24=7212(2)^3-12(2)=12(8)-24=96-24=72,所以切線的斜率是 m=72m=72。

  3. 找出真正的切點。 講義把這個點標成 (2,−2)(2,-2),但代進去得到 y(2)=3(16)−6(4)+2=48−24+2=26y(2)=3(16)-6(4)+2=48-24+2=26。曲線通過的是 (2,26)(2,26);印出來的 yy 值是誤植,照著用會把直線放在錯的位置。

  4. 套用點斜式。 由 m=72m=72 與 (x1,y1)=(2,26)(x_1,y_1)=(2,26):y−26=72(x−2)y-26=72(x-2)。

  5. 展開成斜截式。 y−26=72x−144y-26=72x-144,因此 y=72x−118y=72x-118。

  6. 驗證。 在 x=2x=2 處,直線給出 144−118=26144-118=26,與曲線相符;它的斜率 7272 也與導數相符——這正是切線必須同時滿足的兩個條件。

Answer

m=72,y=72x−118(切點為 (2,26))m=72,\qquad y=72x-118\quad\text{(切點為 }(2,26)\text{)}

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