題目列表(包括答案和解析)
已知函數的圖象過坐標原點O,且在點
處的切線的斜率是
.
(Ⅰ)求實數的值;
(Ⅱ)求在區間
上的最大值;
(Ⅲ)對任意給定的正實數,曲線
上是否存在兩點P、Q,使得
是以O為直角頂點的直角三角形,且此三角形斜邊中點在
軸上?說明理由.
【解析】第一問當時,
,則
。
依題意得:,即
解得
第二問當時,
,令
得
,結合導數和函數之間的關系得到單調性的判定,得到極值和最值
第三問假設曲線上存在兩點P、Q滿足題設要求,則點P、Q只能在
軸兩側。
不妨設,則
,顯然
∵是以O為直角頂點的直角三角形,∴
即 (*)若方程(*)有解,存在滿足題設要求的兩點P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設要求的兩點P、Q.
(Ⅰ)當時,
,則
。
依題意得:,即
解得
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,
①當時,
,令
得
當變化時,
的變化情況如下表:
|
|
0 |
|
|
|
|
— |
0 |
+ |
0 |
— |
|
|
極小值 |
單調遞增 |
極大值 |
|
又,
,
。∴
在
上的最大值為2.
②當時,
.當
時,
,
最大值為0;
當時,
在
上單調遞增。∴
在
最大值為
。
綜上,當時,即
時,
在區間
上的最大值為2;
當時,即
時,
在區間
上的最大值為
。
(Ⅲ)假設曲線上存在兩點P、Q滿足題設要求,則點P、Q只能在
軸兩側。
不妨設,則
,顯然
∵是以O為直角頂點的直角三角形,∴
即 (*)若方程(*)有解,存在滿足題設要求的兩點P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設要求的兩點P、Q.
若,則
代入(*)式得:
即,而此方程無解,因此
。此時
,
代入(*)式得: 即
(**)
令
,則
∴在
上單調遞增, ∵
∴
,∴
的取值范圍是
。
∴對于,方程(**)總有解,即方程(*)總有解。
因此,對任意給定的正實數,曲線
上存在兩點P、Q,使得
是以O為直角頂點的直角三角形,且此三角形斜邊中點在
軸上
已知函數f(x)=alnx-x2+1.
(1)若曲線y=f(x)在x=1處的切線方程為4x-y+b=0,求實數a和b的值;
(2)若a<0,且對任意x1、x2∈(0,+∞),都|f(x1)-f(x2)|≥|x1-x2|,求a的取值范圍.
【解析】第一問中利用f′(x)=-2x(x>0),f′(1)=a-2,又f(1)=0,所以曲線y=f(x)在x=1處的切線方程為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.
第二問中,利用當a<0時,f′(x)<0,∴f(x)在(0,+∞)上是減函數,
不妨設0<x1≤x2,則|f(x1)-f(x2)|=f(x1)-f(x2),|x1-x2|=x2-x1,
∴|f(x1)-f(x2)|≥|x1-x2|等價于f(x1)-f(x2)≥x2-x1,
即f(x1)+x1≥f(x2)+x2,結合構造函數和導數的知識來解得。
(1)f′(x)=-2x(x>0),f′(1)=a-2,又f(1)=0,所以曲線y=f(x)在x=1處的切線方程為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)當a<0時,f′(x)<0,∴f(x)在(0,+∞)上是減函數,
不妨設0<x1≤x2,則|f(x1)-f(x2)|=f(x1)-f(x2),|x1-x2|=x2-x1,
∴|f(x1)-f(x2)|≥|x1-x2|等價于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,+∞)上是減函數,
∵g′(x)=-2x+1=
(x>0),
∴-2x2+x+a≤0在x>0時恒成立,
∴1+8a≤0,a≤-,又a<0,
∴a的取值范圍是
求圓心在直線y=-2x上,并且經過點A(2,-1),與直線x+y=1相切的圓的方程.
【解析】利用圓心和半徑表示圓的方程,首先
設圓心為S,則KSA=1,∴SA的方程為:y+1=x-2,即y=x-3, ………4分
和y=-2x聯立解得x=1,y=-2,即圓心(1,-2)
∴r==
,
故所求圓的方程為:+
=2
解:法一:
設圓心為S,則KSA=1,∴SA的方程為:y+1=x-2,即y=x-3, ………4分
和y=-2x聯立解得x=1,y=-2,即圓心(1,-2) ……………………8分
∴r==
,
………………………10分
故所求圓的方程為:+
=2
………………………12分
法二:由條件設所求圓的方程為:+
=
, ………………………6分
解得a=1,b=-2, =2
………………………10分
所求圓的方程為:+
=2
………………………12分
其它方法相應給分
如圖,F是定直線l外的一個定點,C是l上的動點,有下列結論:若以C為圓心,CF為半徑的圓與l交于A、B兩點,過A、B分別作l的垂線與圓
C過F的切線交于點P和點Q,則P、Q必在以F為焦點,l為準線的同一條拋物線上.
(Ⅰ)建立適當的坐標系,求出該拋物線的方程;
(Ⅱ)對以上結論的反向思考可以得到另一個命題:
“若過拋物線焦點F的直線與拋物線交于P、Q兩點,
則以PQ為直徑的圓一定與拋物線的準線l相切”請
問:此命題是否正確?試證明你的判斷;
(Ⅲ)請選擇橢圓或雙曲線之一類比(Ⅱ)寫出相應的命題并
證明其真假.(只選擇一種曲線解答即可,若兩種都選,則以第一選擇為評分依據)
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