题目列表(包括答案和解析)
已知m>1,直线
,椭圆C:
,
、
分别为椭圆C的左、右焦点.
(Ⅰ)当直线过右焦点
时,求直线的方程;
(Ⅱ)设直线与椭圆C交于A、B两点,△A![]()
、△B![]()
的重心分别为G、H.若原点O在以线段GH为直径的圆内,求实数m的取值范围.[
【解析】第一问中因为直线
经过点
(
,0),所以
=
,得
.又因为m>1,所以
,故直线的方程为![]()
第二问中设
,由
,消去x,得
,
则由
,知
<8,且有![]()
由题意知O为![]()
的中点.由
可知
从而
,设M是GH的中点,则M(
).
由题意可知,2|MO|<|GH|,得到范围
已知函数f(x)=alnx-x2+1.
(1)若曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为4x-y+b=0,求实数a和b的值;
(2)若a<0,且对任意x1、x2∈(0,+∞),都|f(x1)-f(x2)|≥|x1-x2|,求a的取值范围.
【解析】第一问中利用f′(x)=
-2x(x>0),f′(1)=a-2,又f(1)=0,所以曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为y=(a-2)(x-1),即(a-2)x-y+2-a=0,
由已知得a-2=4,2-a=b,所以a=6,b=-4.
第二问中,利用当a<0时,f′(x)<0,∴f(x)在(0,+∞)上是减函数,
不妨设0<x1≤x2,则|f(x1)-f(x2)|=f(x1)-f(x2),|x1-x2|=x2-x1,
∴|f(x1)-f(x2)|≥|x1-x2|等价于f(x1)-f(x2)≥x2-x1,
即f(x1)+x1≥f(x2)+x2,结合构造函数和导数的知识来解得。
(1)f′(x)=
-2x(x>0),f′(1)=a-2,又f(1)=0,所以曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为y=(a-2)(x-1),即(a-2)x-y+2-a=0,
由已知得a-2=4,2-a=b,所以a=6,b=-4.
(2)当a<0时,f′(x)<0,∴f(x)在(0,+∞)上是减函数,
不妨设0<x1≤x2,则|f(x1)-f(x2)|=f(x1)-f(x2),|x1-x2|=x2-x1,
∴|f(x1)-f(x2)|≥|x1-x2|等价于f(x1)-f(x2)≥x2-x1,即f(x1)+x1≥f(x2)+x2,
令g(x)=f(x)+x=alnx-x2+x+1,g(x)在(0,+∞)上是减函数,
∵g′(x)=
-2x+1=
(x>0),
∴-2x2+x+a≤0在x>0时恒成立,
∴1+8a≤0,a≤-
,又a<0,
∴a的取值范围是![]()
如图,已知直线
(
)与抛物线
:
和圆
:
都相切,
是
的焦点.
(Ⅰ)求
与
的值;
(Ⅱ)设
是
上的一动点,以
为切点作抛物线
的切线
,直线
交
轴于点
,以
、
为邻边作平行四边形
,证明:点
在一条定直线上;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,记点
所在的定直线为
, 直线
与
轴交点为
,连接
交抛物线
于
、
两点,求△
的面积
的取值范围.
![]()
【解析】第一问中利用圆
:
的圆心为
,半径
.由题设圆心到直线
的距离
.
即
,解得
(
舍去)
设
与抛物线的相切点为
,又
,得
,
.
代入直线方程得:
,∴
所以
,![]()
第二问中,由(Ⅰ)知抛物线
方程为
,焦点
. ………………(2分)
设
,由(Ⅰ)知以
为切点的切线
的方程为
.
令
,得切线
交
轴的
点坐标为
所以
,
, ∵四边形FAMB是以FA、FB为邻边作平行四边形
∴
因为
是定点,所以点
在定直线![]()
第三问中,设直线
,代入
得
结合韦达定理得到。
解:(Ⅰ)由已知,圆
:
的圆心为
,半径
.由题设圆心到直线
的距离
.
即
,解得
(
舍去). …………………(2分)
设
与抛物线的相切点为
,又
,得
,
.
代入直线方程得:
,∴
所以
,
.
……(2分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知抛物线
方程为
,焦点
. ………………(2分)
设
,由(Ⅰ)知以
为切点的切线
的方程为
.
令
,得切线
交
轴的
点坐标为
所以
,
, ∵四边形FAMB是以FA、FB为邻边作平行四边形,
∴
因为
是定点,所以点
在定直线
上.…(2分)
(Ⅲ)设直线
,代入
得
, ……)得
,
…………………………… (2分)
,
.
△
的面积
范围是![]()
已知中心在坐标原点,焦点在
轴上的椭圆C;其长轴长等于4,离心率为
.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)若点
(0,1), 问是否存在直线
与椭圆
交于
两点,且
?若存在,求出
的取值范围,若不存在,请说明理由.
【解析】本试题主要考查了椭圆的方程的求解,直线与椭圆的位置关系的运用。
第一问中,可设椭圆的标准方程为
则由长轴长等于4,即2a=4,所以a=2.又
,所以
,
又由于
所求椭圆C的标准方程为![]()
第二问中,
假设存在这样的直线
,设
,MN的中点为![]()
因为|ME|=|NE|所以MN
EF所以![]()
(i)其中若
时,则K=0,显然直线
符合题意;
(ii)下面仅考虑
情形:
由
,得,![]()
,得![]()
代入1,2式中得到范围。
(Ⅰ) 可设椭圆的标准方程为
则由长轴长等于4,即2a=4,所以a=2.又
,所以
,
又由于
所求椭圆C的标准方程为![]()
(Ⅱ) 假设存在这样的直线
,设
,MN的中点为![]()
因为|ME|=|NE|所以MN
EF所以![]()
(i)其中若
时,则K=0,显然直线
符合题意;
(ii)下面仅考虑
情形:
由
,得,![]()
,得
……② ……………………9分
则
.
代入①式得,解得
………………………………………12分
代入②式得
,得
.
综上(i)(ii)可知,存在这样的直线
,其斜率k的取值范围是![]()
已知函数f(x)=ex-ax,其中a>0.
(1)若对一切x∈R,f(x)
1恒成立,求a的取值集合;
(2)在函数f(x)的图像上去定点A(x1, f(x1)),B(x2, f(x2))(x1<x2),记直线AB的斜率为k,证明:存在x0∈(x1,x2),使
恒成立.
【解析】解:
令
.
当
时
单调递减;当
时
单调递增,故当
时,
取最小值![]()
于是对一切
恒成立,当且仅当
. ①
令
则![]()
当
时,
单调递增;当
时,
单调递减.
故当
时,
取最大值
.因此,当且仅当
时,①式成立.
综上所述,
的取值集合为
.
(Ⅱ)由题意知,
令
则
![]()
![]()
令
,则
.当
时,
单调递减;当
时,
单调递增.故当
,
即![]()
从而
,
又![]()
![]()
所以![]()
因为函数
在区间
上的图像是连续不断的一条曲线,所以存在
使
即
成立.
【点评】本题考查利用导函数研究函数单调性、最值、不等式恒成立问题等,考查运算能力,考查分类讨论思想、函数与方程思想等数学方法.第一问利用导函数法求出
取最小值
对一切x∈R,f(x)
1恒成立转化为
从而得出求a的取值集合;第二问在假设存在的情况下进行推理,然后把问题归结为一个方程是否存在解的问题,通过构造函数,研究这个函数的性质进行分析判断.
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