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- 2021-06-20 发布
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高难拉分攻坚特训(三)
1.若函数f(x)=ax-x2-ln x存在极值,且这些极值的和不小于4+ln 2,则a的取值范围为( )
A.[2,+∞) B.[2,+∞)
C.[2,+∞) D.[4,+∞)
答案 C
解析 f′(x)=a-2x-=-,因为f(x)存在极值,所以f′(x)=0在(0,+∞)上有根,即2x2-ax+1=0在(0,+∞)上有根,所以Δ=a2-8≥0,显然当Δ=0时,f(x)无极值,不符合题意,所以Δ=a2-8>0,即a>2或a<-2.记方程2x2-ax+1=0的两根为x1,x2,由根与系数的关系得x1x2=,x1+x2=,易知a>0,则f(x1),f(x2)为f(x)的极值,所以f(x1)+f(x2)=(ax1-x-ln x1)+(ax2-x-ln x2)=a(x1+x2)-(x+x)-(ln x1+ln x2)=-+ln 2≥4+ln 2,所以a≥2.综上,a的取值范围为[2,+∞),选C.
2.A,B为单位圆(圆心为O)上的点,O到弦AB的距离为,C是劣弧 (包含端点)上一动点,若=λ+μ(λ,μ∈R),则λ+μ的取值范围为________.
答案
解析 如图,以圆心O为坐标原点建立直角坐标系,设A,B两点在x轴上方且线段AB与y轴垂直,∵A,B为单位圆(圆心为O)上的点,O到弦AB的距离为,∴点A,点B,∴=,=,即λ=,μ=,∴=λ+μ=,又∵C是劣弧 (包含端点)上一动点,设点C坐标为(x,y),则∵==(x,y),∴≤y=≤1,
解得1≤λ+μ≤,故λ+μ的取值范围为.
3.已知圆C:x2+y2-2x=0,圆P在y轴的右侧且与y轴相切,与圆C外切.
(1)求圆心P的轨迹Γ的方程;
(2)过点M(2,0),且斜率为k(k≠0)的直线l与Γ交于A,B两点,点N与点M关于y轴对称,记直线AN,BN的斜率分别为k1,k2,是否存在常数m,使得+-为定值?若存在,求出该常数m与定值;若不存在,请说明理由.
解 (1)圆C的方程可化为(x-1)2+y2=1,
则圆心C(1,0),半径r=1.
设圆心P的坐标为(x,y)(x>0),圆P的半径为R,
由题意可得
所以|PC|=x+1,即=x+1,整理得y2=4x.
所以圆心P的轨迹Γ的方程为y2=4x(x>0).
(2)由已知,直线l的方程为y=k(x-2),不妨设t=,
则直线l的方程为y=(x-2),即x=ty+2.
联立,得
消去x,得y2-4ty-8=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则
因为点M(2,0)与点N关于y轴对称,所以N(-2,0),
故k1=,所以===t+,
同理,得=t+,
所以+-=2+2-
=2t2+8t×+16×-mt2
=2t2+8t×+16×-mt2
=2t2+8t×+16×-mt2
=2t2+4-mt2=(2-m)t2+4,
要使该式为定值,则需2-m=0,即m=2,此时定值为4.
所以存在常数m=2,使得+-为定值,且定值为4.
4.已知函数f(x)=x-a(ln x)2,a∈R.
(1)当a=1,x>1时,试比较f(x)与1的大小,并说明理由;
(2)若f(x)有极大值,求实数a的取值范围;
(3)若f(x)在x=x0处有极大值,证明:11时,f(x)=x-(ln x)2,x>1.
f′(x)=1-2(ln x)·=.
令g(x)=x-2ln x,x>1,则g′(x)=1-=,
当x∈(1,2)时,g′(x)<0,g(x)单调递减;
当x∈(2,+∞)时,g′(x)>0,g(x)单调递增.
∴g(x)≥g(2)=2-2ln 2>0,即f′(x)>0,
∴f(x)在(1,+∞)上单调递增.
∴f(x)>f(1)=1.
故当a=1,x>1时,f(x)>1.
(2)∵f′(x)=1-=(x>0),
令h(x)=x-2aln x(x>0),则h′(x)=1-=,
①当a=0时,f(x)=x无极大值.
∴当x∈(0,x1)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
当x∈(x1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
∴f(x)在x=x1处有极小值,f(x)无极大值.
③当a>0时,h(x)在(0,2a)上单调递减,h(x)在(2a,+∞)上单调递增,
∵f(x)有极大值,
∴h(2a)=2a-2aln (2a)=2a[1-ln (2a)]<0,即a>,
又h(1)=1>0,h(e)=e-2a<0,
∴∃x0∈(1,e),使得h(x0)=x0-2aln x0=0,即aln x0=.
∴当x∈(0,x0)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
当x∈(x0,e)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
∴f(x)有极大值,综上所述,a>.
(3)证明:由(2)可知aln x0=,
∴f(x0)=x0-a(ln x0)2=x0-(10,
∴p(x)在(1,e)上单调递增,
∴p(1)
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