题目列表(包括答案和解析)
1.
设定义在R上的函数
(其中
∈R,i=0,1,2,3,4)
当x= -1时,f (x)取得极大值
,并且函数y=f (x+1)的图象关于点(-1,0)对称.
(1)求f (x)的表达式;(2)试在函数f
(x)的图象上求两点,使这两点为切点的切线互相垂直,且切点的横坐标都在区间
上;(3)若
,求证:![]()
解:(1)
…………………………5分
(2)
或
…………10分
(3)用导数求最值,可证得
……15分
3. 已知数列
的前n项和为
,且
对任意自然数都成立,其中m为常数,且
.(I)求证数列
是等比数列;(II)设数列
的公比
,数列
满足:![]()
,试问当m为何值时,![]()
成立?
解:(I)由已知
(2)
由
得:
,即
对任意
都成立
![]()
(II)当
时,![]()
![]()
![]()
K^S*5U.C#O%
![]()
=1
由题意知
,
13分
2.垂直于x轴的直线交双曲线
于M、N不同两点,A1、A2分别为双曲线的左顶点和右顶点,设直线A1M与A2N交于点P(x0,y0)K^S*5U.C#O%
(Ⅰ)证明:
(Ⅱ)过P作斜率为
的直线l,原点到直线l的距离为d,求d的最小值.
解(Ⅰ)证明:![]()
①直线A2N的方程为
②…4分
①×②,得![]()
![]()
(Ⅱ)![]()
……10分K^S*5U.C#O%
![]()
当
……12分
1.已知函数![]()
(Ⅰ)若![]()
(Ⅱ)若![]()
(Ⅲ)若
的大小关系(不必写出比较过程).
解:(Ⅰ)![]()
![]()
(Ⅱ)设
,![]()
……6分
![]()
![]()
![]()
![]()
(Ⅲ)在题设条件下,当k为偶数时
,当k为奇数时
……4分
3.已知![]()
(I)已知数列
极限存在且大于零,求
(将A用a表示);(II)设![]()
(III)若
都成立,求a的取值范围.
解:(I)由![]()
![]()
(II)![]()
![]()
(III)![]()
K^S*5U.C#O
(i)当n=1时结论成立(已验证).
(ii)假设当![]()
![]()
故只须证明
K^S*5U.C#O
![]()
即n=k+1时结论成立.
根据(i)和(ii)可知结论对一切正整数都成立![]()
故![]()
2.如图,P是抛物线C:y=
x2上一点,直线l过点P且与抛物线C交于另一点Q.
(Ⅰ)若直线l与过点P的切线垂直,求线段PQ中点M的轨迹方程;
(Ⅱ)若直线l不过原点且与x轴交于点S,与y轴交于点T,试求
的取值范围.
本题主要考查直线、抛物线、不等式等基础知识,求轨迹方程的方法,解析几何的基本思想和综合解题能力.满分12分.
解:(Ⅰ)设P(x1,y1),Q(x2,y2),M(x0,y0),依题意x1≠0,y1>0,y2>0.
由y=
x2, ①得y'=x.∴过点P的切线的斜率k切=
x1,∴直线l的斜率kl=-
=-![]()
∴直线l的方程为y-
x12=-
(x-x1),
方法一:联立①②消去y,得x2+
x-x12-2=0.
∵M是PQ的中点∴x0=
=-
,y0=
x12-
(x0-x1).
消去x1,得y0=x02+
+1(x0≠0),∴PQ中点M的轨迹方程为y=x2+
+1(x≠0). K^S*5U.C#O
方法二:由y1=
x12,y2=
x22,x0=
,得y1-y2=
x12-
x22=
(x1+x2)(x1-x2)=x0(x1-x2),
则x0=
=kl=-
,∴x1=-
,将上式代入②并整理,得y0=x02+
+1(x0≠0),
∴PQ中点M的轨迹方程为y=x2+
+1(x≠0).
(Ⅱ)设直线l:y=kx+b,依题意k≠0,b≠0,则T(0,b).分别过P、Q作PP'⊥x轴,QQ'⊥y轴,垂足分别为P'、Q',则![]()
.由y=
x2
及y=kx+b
消去x,得y2-2(k2+b)y+b2=0. ③则y1+y2=2(k2+b),y1y2=b2.
方法一:∴
|b|(
)≥2|b|
=2|b|
=2.
∵y1、y2可取一切不相等的正数,∴
的取值范围是(2,+
).
方法二:∴
=|b|
=|b|
.
当b>0时,
=b
=
=
+2>2;
当b<0时,
=-b
=
.
又由方程③有两个相异实根,得△=4(k2+b)2-4b2=4k2(k2+2b)>0,于是k2+2b>0,即k2>-2b.所以
>
=2.∵当b>0时,
可取一切正数,
∴
的取值范围是(2,+
).方法三:由P、Q、T三点共线得kTQ=KTP,
即
=
.则x1y2-bx1=x2y1-bx2,即b(x2-x1)=(x2y1-x1y2).于是b=
=-
x1x2.
|
|
∵
可取一切不等于1的正数,∴
的取值范围是(2,+
).
1.已知f(x)=
(x∈R)在区间[-1,1]上是增函数.
(Ⅰ)求实数a的值组成的集合A;(Ⅱ)设关于x的方程f(x)=
的两个非零实根为x1、x2.试问:是否存在实数m,使得不等式m2+tm+1≥|x1-x2|对任意a∈A及t∈[-1,1]恒成立?若存在,求m的取值范围;若不存在,请说明理由.
解:(Ⅰ)f'(x)=
=
,
∵f(x)在[-1,1]上是增函数,∴f'(x)≥0对x∈[-1,1]恒成立,
即x2-ax-2≤0对x∈[-1,1]恒成立. ①
设
(x)=x2-ax-2,
方法一:![]()
∵对x∈[-1,1],f(x)是连续函数,且只有当a=1时,f'(-1)=0以及当a=-1时,f'(1)=0
∴A={a|-1≤a≤1}.
方法二:
或![]()
0≤a≤1或-1≤a≤0
-1≤a≤1.
∵对x∈[-1,1],f(x)是连续函数,且只有当a=1时,f'(-1)=0以及当a=-1时,f'(1)=0
∴A={a|-1≤a≤1}.
(Ⅱ)由
=
,得x2-ax-2=0, ∵△=a2+8>0
∴x1,x2是方程x2-ax-2=0的两非零实根, x1+x2=a,x1x2=-2,
∴
从而|x1-x2|=
=
.
∵-1≤a≤1,∴|x1-x2|=
≤3. K^S*5U.C#O
要使不等式m2+tm+1≥|x1-x2|对任意a∈A及t∈[-1,1]恒成立,
当且仅当m2+tm+1≥3对任意t∈[-1,1]恒成立,即m2+tm-2≥0对任意t∈[-1,1]恒成立. ②
设g(t)=m2+tm-2=mt+(m2-2),
方法一:
② g(-1)=m2-m-2≥0且g(1)=m2+m-2≥0
m≥2或m≤-2. 所以,存在实数m,使不等式m2+tm+1≥|x1-x2|对任意a∈A及t∈[-1,1]恒成立,其取值范围是{m|m≥2,或m≤-2}.
方法二:当m=0时,②显然不成立;K^S*5U.C#O
当m≠0时,②
m>0且 g(-1)=m2-m-2≥0或m<0且g(1)=m2+m-2≥0
m≥2或m≤-2.所以,存在实数m,使不等式m2+tm+1≥|x1-x2|对任意a∈A及t∈[-1,1]恒成立,其取值范围是{m|m≥2,或m≤-2}.
3.已知数列
中,
,当
时,其前
项和
满足
,
(1)求
的表达式及
的值;(2)求数列
的通项公式;(3)设
,求证:当
且
时,
.
解:(1)![]()
所以
是等差数列.则
.
.
(2)当
时,
,综上,
.
(3)令
,当
时,有
(1)
法1:等价于求证
.
当
时,
令![]()
,则
在
递增.
又
,所以
即
.
法(2)![]()
(2)K^S*5U.C#O%
![]()
(3)
因
,所以![]()
由(1)(3)(4)知
. K^S*5U.C#O%
法3:令
,则![]()
所以![]()
因
则
,![]()
所以
(5)
由(1)(2)(5)知![]()
2.
设双曲线
=1( a > 0, b > 0 )的右顶点 为A,P是双曲线上异于顶点的一个动点,从A引双曲线的两条渐近线的平行线与直线OP分别交于Q和R两点![]()
(1) 证明:无论P点在什么位置,总有|
|2 = |
·
| ( O为坐标原点);
(2) 若以OP为边长的正方形面积等于双曲线实、虚轴围成的矩形面积,求双曲线离心率的取值范围;
解:(1) 设OP:y = k x, 又条件可设AR: y =
(x – a ),
解得:
= (
,
), 同理可得
= (
,
),
∴|
·
| =|![]()
+![]()
| =
. 4分
设
= ( m, n ) , 则由双曲线方程与OP方程联立解得m2 =
, n2 =
,
∴ |
|2 = :m2 + n2 =
+
=
,
∵点P在双曲线上,∴b2 – a2k2 > 0 . ∴无论P点在什么位置,总有|
|2 = |
·
| . 4分K^S*5U.C#O%
(2)由条件得:
= 4ab, 2分
即k2 =
> 0 , ∴ 4b > a, 得e >
2分
1. 已知常数a > 0, n为正整数,f n ( x ) = x n – ( x + a)n ( x > 0 )是关于x的函数.
(1) 判定函数f n ( x )的单调性,并证明你的结论.
(2) 对任意n ³ a , 证明f `n + 1 ( n + 1 ) < ( n + 1 )fn`(n)
解: (1) fn `( x ) = nx n – 1 – n ( x + a)n – 1 = n [x n – 1 – ( x + a)n – 1 ] ,
∵a > 0 , x > 0, ∴ fn `( x ) < 0 , ∴ f n ( x )在(0,+∞)单调递减. 4分
(2)由上知:当x > a>0时, fn ( x ) = xn – ( x + a)n是关于x的减函数,
∴ 当n ³ a时, 有:(n + 1 )n– ( n + 1 + a)n £ n n – ( n + a)n. 2分
又 ∴f `n + 1 (x ) = ( n + 1 ) [xn –( x+ a )n ] ,
∴f `n + 1( n+1) = (n+1)[(n +1)n –(n +1+a)n]<(n+1)[nn–(n+a)n]=(n+1)[nn–(n+a)(n+a)n–1] 2分
( n + 1 )fn`(n) = ( n + 1 )n[n n – 1 – ( n + a)n – 1 ] = ( n + 1 )[n n – n( n + a)n – 1 ], 2分
∵( n + a ) > n ,∴f `n + 1 ( n + 1 ) < ( n + 1 )fn`(n) . 2分
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