题目列表(包括答案和解析)
21.若函数
对定义域中任一
均满足
,则函数
的图像关于点
对称。
(1)已知函数
的图像关于点
对称,求实数
的值;
(2)已知函数
在
上的图像关于点
对称,且当
时,
,求函数
在
上的解析式;
(3)在(1)、(2)的条件下,若对实数
及
,恒有
,求实数
的取值范围。
解:(1)由题设可得
,解得
;
(2)当
时,
;
(3)由(1)得
, 其最小值为
,
,
当
,即
时,
,得
,
① ②当
,即
时,
,得
,由①、②得
。
40.已知函数![]()
(1)求函数f(x)是单调区间;
(2)如果关于x的方程
有实数根,求实数
的取值集合;
(3)是否存在正数k,使得关于x的方程
有两个不相等的实数根?如果存在,求k满足的条件;如果不存在,说明理由.
解:(1)函数
的定义域是![]()
对
求导得
…………(2分)
由
![]()
由![]()
因此
是函数
的增区间;
(-1,0)和(0,3)是函数
的减区间 ………………(5分)
(2)[解法一]:因为![]()
所以实数m的取值范围就是函数
的值域 …………(6分)
对![]()
令![]()
∴当x=2时
取得最大值,且![]()
又当x无限趋近于0时,
无限趋近于
无限趋近于0,
进而有
无限趋近于-∞.
因此函数
的值域是 ![]()
即实数m的取值范围是
………………(9分)
[解法二]:方程
有实数根等价于直线
与曲线y=lnx有公共点,并且当直线
与曲线y=lnx相切时,m取得最大值. ……(6分)
设直线
相切,切点为
求导得
![]()
解得 ![]()
所以m的最大值是
。而且易知当
与曲线y=lnx总有公共点。
因此实数m的取值集合是
………………(9分)
(3)结论:这样的正数k不存在。 ………………(10分)
下面采用反证法来证明:假设存在正数k,使得关于x的方程
有
两个不相等的实数根
,则
…………(11分)
根据对数函数定义域知
都是正数。
又由(1)可知,当
![]()
∴
=![]()
再由k>0,可得![]()
由于
不妨设 ![]()
由①和②可得 ![]()
利用比例性质得 ![]()
即
…………(13分)
由于
上的恒正增函数,且 ![]()
又由于
上的恒正减函数,且 ![]()
∴![]()
∴![]()
这与(*)式矛盾。
因此满足条件的正数k不存在 ……………………(14分)
39. 已知抛物线
,过C上点M,且与M处的切线垂直的直线称为C在点M的法线。
⑴若C在点M的法线的斜率为
,求点M的坐标(
);
⑵设
为C对称轴上的一点,在C上是否存在点,使得C在该点的法线通过点P?若有,求出这些点,以及C在这些点的法线方程;若没有,请说明理由。
解(1)函数
的导数
上点
处切线的斜率
,因为过点
的法线斜率为
,所以
,解得
,故点M的坐标为
。
(2)设
为C上一点,
①若
,则C上点
处的切线斜率
,过点
的法线方程为
,此法线过点
;
②若
,则过点
的法线方程为:
①
若法线过
,则
,即
②
若
,则
,从而
,将上式代入①,
化简得:
,
若
与
矛盾,若
,则②式无解。
综上,当
时,在C上有三点
及
,在这三点的法线过
,其方程分别是:
。
当
时,在C上有一点
,在这点的法线过点
,其方程为:
。
38.设无穷数列{an}具有以下性质:①a1=1;②当![]()
(Ⅰ)请给出一个具有这种性质的无穷数列,使得不等式
对于任意的
都成立,并对你给出的结果进行验证(或证明);
(Ⅱ)若
,其中
,且记数列{bn}的前n项和Bn,证明:![]()
解:(Ⅰ)令
,
则无穷数列{an}可由a1 =
1,
给出.
显然,该数列满足
,且
……………………6分
(Ⅱ)![]()
………………………………………………8分
又![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
37.已知圆
上的动点,点Q在NP上,点G在MP上,且满足
.
(1)求点G的轨迹C的方程;
(2)过点(2,0)作直线
,与曲线C交于A、B两点,O是坐标原点,设
是否存在这样的直线
,使四边形OASB的对角线相等(即|OS|=|AB|)?若存在,求出直线
的方程;若不存在,试说明理由.
解:(1)
Q为PN的中点且GQ⊥PN
GQ为PN的中垂线
|PG|=|GN|
∴|GN|+|GM|=|MP|=6,故G点的轨迹是以M、N为焦点的椭圆,其长半轴长
,半焦距
,∴短半轴长b=2,∴点G的轨迹方程是
(2)因为
,所以四边形OASB为平行四边形
若存在l使得|
|=|
|,则四边形OASB为矩形![]()
若l的斜率不存在,直线l的方程为x=2,由![]()
矛盾,故l的斜率存在.
设l的方程为![]()
![]()
①
![]()
②
把①、②代入![]()
∴存在直线
使得四边形OASB的对角线相等.
35.已知等差数列{an}的首项a1=1,公差d>0,且第二项、第五项、第十四项分别是一个等比数列的第二项、第三项、第四项.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=
(n∈N*),Sn=b1+b2+…+bn,是否存在最大的整数t,使得任意的n均有Sn>
总成立?若存在,求出t;若不存在,请说明理由.
解:(Ⅰ)由题意得(a1+d)(a1+13d)=(a1+4d)2, ……………………… 2 分
整理得2a1d=d2.
∵a1=1,解得(d=0舍),d=2. ………………………………………… 4 分
∴an=2n-1(n∈N*). …………………………………………………… 6 分
(Ⅱ)bn=
=
=
(
-
),
∴Sn=b1+b2+…+bn=
[(1-
)+(
-
)+…+(
-
)]
=
(1-
)=
. …………………………………… 10 分
假设存在整数t满足Sn>
总成立.
又Sn+1-Sn=
-
=
>0,
∴数列{Sn}是单调递增的. ……………………………………………… 12 分
∴S1=
为Sn的最小值,故
<
,即t<9.
又∵t∈N*,
∴适合条件的t的最大值为8. ………………………………………… 14 分
36 已知数列
满足:
,
,![]()
≥
.
(Ⅰ)求数列
的通项公式
;
(Ⅱ)求使不等式
<
成立的所有正整数
、
的值.
解 (Ⅰ)由2 an+1 = 3an-an-1(n≥2),得 2(an+1-an)= an-an-1,
∴
,因此数列{ an-an-1 }是以a2-a1 = 1为首项,
为公比的等比数列,
∴
,……………………………………………………………………………………4分
于是 an =(an-an-1)+(an-1-an-2)+ … +(a2-a1)+ a1
=
=
. ………………………………………6分
(Ⅱ)由不等式
,得
,
∴
,即
,………………………………………………8分
所以 2<(4-m)· 2n <8. ∵ 2n为正偶数,4-m为整数,
∴ (4-m)· 2n = 4,或 (4-m)· 2n = 6,
∴
或
或
或 ![]()
解得
或
或
或 ![]()
经检验使不等式
成立的所有正整数m、n的值为
(m,n)=(1,1)或(2,1)或(3,2).………………………………………………………12分
说明 问题(1)的归纳做法是:由已知可得
,
∴
,
,
,……,于是
.
34.已知函数
, 且![]()
的图象经过点
, 数列
为等差数列.
(1) 求数列
的通项公式
(2) 当n为奇数时, 设![]()
问: 是否存在自然数m和M, 使得不等式
恒成立? 若存在, 求出
的最
小值; 若不存在, 请说明理由.
解: (1)由题意得
即
. 令
, 则
令
,
则![]()
令
, 则![]()
……(3分)
设等差数列
的公差为d, 则![]()
……(5分)
∴
.……(6分)
(2)由(1)知: ![]()
. n为奇数时,
![]()
……(7分)
∴![]()
![]()
…………①
…………②……(9分)
由①-②得: ![]()
∴
……(10分)
设
, ∵![]()
∴
随n的增加而减小.又
随n的增大而减小, ∴
为n的增函数. ……(12分)
当
时,
,而
∴
……(13分)
由此易知: 使
恒成立的m的最大值为0,
M的最小值为2, M-m的最小值为2. ……(14分)
33.已知数列{an}有a1=a,a2=p (常数p>0),对任意的正整数n,Sn=a1+a2+…+an,并有Sn满足
。
(1) 求a的值;
(2) 试确定数列{an}是否是等差数列,若是,求出其通项公式,若不是,说明理由;
(3) 对于数列{bn},假如存在一个常数b使得对任意的正整数n都有bn<b,且
,则称b为数列{bn}的“上渐进值”,令
,求数列{p1+p2+…+pn-2n}的“上渐进值”。
解:(1)
,即![]()
(2)![]()
![]()
![]()
∴
是一个以
为首项,
为公差的等差数列。
(3)
,![]()
![]()
∴![]()
![]()
又∵
,∴数列
的“上渐近值”为
。
32.设函数
R.
(I)求函数
的最值;
(Ⅱ)给出定理:如果函数
在区间[
]上连续,并且有
,那么,函数
在区间
内有零点,即存在
.
运用上述定理判断,当
时,函数
在区间
内是否存在零点.
解:(I)![]()
令
……………………2分
|
由①知f(x)无最大值. ……………………6分
(Ⅱ)函数f(x)在[m,2m]上连续.
![]()
上递增. ……………………8分
由
……………………10分
又![]()
根据定理,可判断函数f(x)在区间(m,2m)上存在零点. ……………………12分
31.在平面直角坐标系中,
为坐标原点,已知两点
、
,若点
满足
(
),点
的轨迹与抛物线:
交于
、
两点.
(Ⅰ)求证:
⊥
;
(Ⅱ)在
轴上是否存在一点
,使得过点
直线交抛物线于D、E两点,并以该弦DE为直径的圆都过原点。若存在,请求出
的值及圆心的轨迹方程;若不存在,请说明理由.
解:1)解:由
(
)知点
的轨迹是
、
两点所在的直线,故 点
的轨迹方程是:
即
………… ….2分
由![]()
∴
![]()
∴![]()
∴
故
⊥
. ……………………………………6分
2)解:存在点
,使得过点
任作抛物线的一条弦,以该弦为直径的圆都过原点
由题意知:弦所在的直线的斜率不为零 …………………………………7分
故 设弦所在的直线方程为:
代入
得 ![]()
∴
![]()
∴
故以
为直径的圆都过原点 …………………………..10分
设弦
的中点为
则
![]()
![]()
∴弦
的中点
的轨迹方程为:
消去
得
. ……………………14分
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