题目列表(包括答案和解析)
已知函数
的图象过坐标原点O,且在点
处的切线的斜率是
.
(Ⅰ)求实数
的值;
(Ⅱ)求
在区间
上的最大值;
(Ⅲ)对任意给定的正实数
,曲线
上是否存在两点P、Q,使得
是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在
轴上?说明理由.
【解析】第一问当
时,
,则
。
依题意得:
,即
解得
第二问当
时,
,令
得
,结合导数和函数之间的关系得到单调性的判定,得到极值和最值
第三问假设曲线
上存在两点P、Q满足题设要求,则点P、Q只能在
轴两侧。
不妨设
,则
,显然![]()
∵
是以O为直角顶点的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在满足题设要求的两点P、Q;
若方程(*)无解,不存在满足题设要求的两点P、Q.
(Ⅰ)当
时,
,则
。
依题意得:
,即
解得![]()
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,![]()
①当
时,
,令
得![]()
当
变化时,
的变化情况如下表:
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
— |
0 |
+ |
0 |
— |
|
|
|
极小值 |
单调递增 |
极大值 |
|
又
,
,
。∴
在
上的最大值为2.
②当
时,
.当
时,
,
最大值为0;
当
时,
在
上单调递增。∴
在
最大值为
。
综上,当
时,即
时,
在区间
上的最大值为2;
当
时,即
时,
在区间
上的最大值为
。
(Ⅲ)假设曲线
上存在两点P、Q满足题设要求,则点P、Q只能在
轴两侧。
不妨设
,则
,显然![]()
∵
是以O为直角顶点的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在满足题设要求的两点P、Q;
若方程(*)无解,不存在满足题设要求的两点P、Q.
若
,则
代入(*)式得:![]()
即
,而此方程无解,因此
。此时
,
代入(*)式得:
即
(**)
令
,则![]()
∴
在
上单调递增, ∵
∴
,∴
的取值范围是
。
∴对于
,方程(**)总有解,即方程(*)总有解。
因此,对任意给定的正实数
,曲线
上存在两点P、Q,使得
是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在
轴上
设定义在R的函数
,
R. 当
时,
取得极大值
,且函数
的图象关于点
对称.
(I)求函数
的表达式;
(II)判断函数
的图象上是否存在两点,使得以这两点为切点的切线互相垂直,且切点的横坐标在区间
上,并说明理由;
(III)设
,
(
),求证:
.
一、选择题(本大题共有8个小题,每小题5分,共40分;在每个小题给出的四个选项中有且仅有一个符合题目要求的)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
D
C
C
A
C
C
A
二、填空题(本大题共有6个小题,每小题5分,共30分;请把答案填在相应的位置)
题号
9
10
11
12
13
14
答案
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8,70
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三、解答题
15.(本题满分13分)
解:(1)
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(2)
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当
时,此时
,
为直角三角形;
当
时,
为直角三角形。
16. (本题满分13分)
解:(1)向上的点数互不相同的概率为.files/image224.gif)
(2)向上的点数之和为6的结果有.files/image226.gif)
共10中情况,
所以.files/image230.gif)
(3)因为每次抛掷骰子,向上的点数为奇数的概率为.files/image232.gif)
所以根据独立重复试验概率公式得
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17.(本题满分13分)
解:解答一:(1)在菱形
中,连接
则
是等边三角形。
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(2).files/image244.gif)
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(3)取
中点
,连结.files/image256.gif)
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解法二:(1)同解法一;
(2)过点
作
平行线交
于
,以点
为坐标原点,建立如图的坐标系
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二面角
的大小为.files/image275.gif)
(3)由已知,可得点.files/image277.gif)
.files/image279.gif)
即异面直线
所成角的余弦值为.files/image283.gif)
18.(本题满分13分)
解:(1)将函数
的图象向右平移一个单位,得到函数
的图象,
函数
的图象关于点(0,0)对称,即函数
是奇函数,
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由题意得:.files/image294.gif)
所以.files/image296.gif)
(2)由(1)可得.files/image298.gif)
故设所求两点为.files/image300.gif)
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满足条件的两点的坐标为:.files/image305.gif)
19. (本题满分14分)
解:(1)由
,
设.files/image309.gif)
则.files/image311.gif)
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由知,抛物线C在点N处是切线
的斜率.files/image316.gif)
因此,抛物线C在点N处的切线与直线AB平行。
(2)假设存在实数
,使得
,则.files/image320.gif)
由M是线段AB的中点。
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由
轴,知.files/image326.gif)
解得
(舍去)
存在实数
,使得.files/image160.gif)
20. (本题满分14分)
解:(1)由题意得
.files/image335.gif)
(2)
正整数
的前
项和.files/image185.gif)
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解之得.files/image344.gif)
当
时,.files/image347.gif)
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以上各式累加,得.files/image355.gif)
.files/image357.gif)
(3)在(1)和(2)的条件下,.files/image359.gif)
当
时,设
,由
是数列
的前
项和
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综上.files/image369.gif)
因为
恒成立,所以
小于
的最小值,显然
的最小值在
时取得,即.files/image378.gif)
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满足的条件是
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解得.files/image386.gif)
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