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- 2021-06-24 发布
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28分专项练
28分专项练(一) 22、23题
1.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F与椭圆+=1的右焦点重合,抛物线C的动弦AB过点F,过点F且垂直于弦AB的直线交抛物线的准线于点M.
(1)求抛物线的标准方程;
(2)求的最小值.
2.设椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,圆O:x2+y2=2与x轴正半轴交于点A,圆O在点A处的切线被椭圆C截得的弦长为2.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设圆O上任意一点P处的切线交椭圆C于M,N两点,试判断|PM|·|PN|是否为定值?若为定值,求出该定值;若不是定值,请说明理由.
3.已知函数f(x)=ex-ln(x+1)(e为自然对数的底数).
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数g(x)=f(x)-ax,a∈R,试求函数g(x)的极小值的最大值.
4.已知函数f(x)=e2x-(a+1)ex+ax.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.
28分专项练
28分专项练(一) 22、23题
1.解:(1)由椭圆方程得椭圆的右焦点为(1,0).
所以抛物线的焦点为F(1,0),p=2,故抛物线的标准方程为y2=4x.
(2)①当动弦AB所在直线的斜率不存在时,
|AB|=2p=4,|MF|=2,=2.
②当动弦AB所在的直线斜率存在时,易知直线的斜率不为0.
设AB所在直线方程为y=k(x-1),且A(x1,y1),B(x2,y2).
由得k2x2-2(k2+2)x+k2=0.
则x1+x2=,x1x2=1,Δ=16(k2+1)>0.
|AB|=|x1-x2|==.
FM所在直线的方程为y=-(x-1),
由得点M.
所以|MF|==2,
所以==2>2.
综上所述,的最小值为2.
2.解:(1)设椭圆C的半焦距为c,由椭圆C的离心率为知,b=c,a=b,则椭圆C的方程为+=1.易求得点A(,0),则点(,)在椭圆C上,所以+=1,解得b2=3,所以a2=6,椭圆C的方程为+=1.
(2)|PM|·|PN|为定值2.
当过点P且与圆O相切的切线斜率不存在时,不妨设切线的方程为x=,则P(,0).由(1)知M(,),N(,-),
所以|PM|·|PN|=2.此时=(,),=(,-),·=0,即OM⊥ON,
当过点P且与圆O相切的切线斜率存在时,可设切线的方程为y=kx+m,M(x1,y1),N(x2,y2),则=,即m2=2(k2+1).
由消去y得x2+2(kx+m)2=6,
即(1+2k2)x2+4kmx+2m2-6=0,
得Δ>0,x1+x2=-,x1x2=.
因为=(x1,y1),=(x2,y2),
所以·=x1x2+y1y2=x1x2+(kx1+m)(kx2+m)
=(1+k2)x1x2+km(x1+x2)+m2
=(1+k2)·+km·+m2
=
===0,
所以OM⊥ON.
综上所述,圆O上任意一点P处的切线交椭圆C于点M,N,都有OM⊥ON.
又在Rt△OMN中,OP⊥MN,由△OMP与△NOP相似可得|OP|2=|PM|·|PN|
=2为定值.
3.解:(1)函数f(x)=ex-ln(x+1)的定义域是(-1,+∞),f′(x)=ex-.
令h(x)=ex-,则h′(x)=ex+>0,所以函数h(x)在(-1,+∞)上单调递增,且h(0)=f′(0)=0.
所以当x∈(-1,0)时,h(x)=f′(x)<0,f(x)单调递减;当x∈(0,+∞)时h(x)=f′(x)>0,f(x)单调递增.
所以函数f(x)的单调递减区间是(-1,0),单调递增区间是(0,+∞).
(2)由g(x)=f(x)-ax=ex-ln(x+1)-ax,得g′(x)=f′(x)-a.
由(1)知,g′(x)=f′(x)-a在(-1,+∞)上单调递增.
当x→-1时,g′(x)→-∞;当x→+∞时,g′(x)→+∞,
则g′(x)=0有唯一解x0.
当x∈(-1,x0)时,g′(x)<0,g(x)单调递减;当x∈(x0,+∞)时,g′(x)>0,g(x)单调递增,所以函数g(x)在x=x0处取得极小值,g(x0)=ex0-ln(x0+1)-ax0,且x0满足ex0-=a.
所以g(x0)=(1-x0)ex0-ln(x0+1)+1-.
令φ(x)=(1-x)ex-ln(x+1)+1-,
则φ′(x)=-x.
当x∈(-1,0)时,φ′(x)>0,φ(x)单调递增;当x∈(0,+∞)时,φ′(x)<0,φ(x)单调递减,可得φ(x)max=φ(0)=1.
所以函数g(x)的极小值的最大值为1.
4.解:(1)f′(x)=e2x-(a+1)ex+a=(ex-1)(ex-a).
①若a≤0,
当x∈(-∞,0)时,f′(x)<0,f(x)为减函数;
当x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数.
②若a>0,令f′(x)=0,则x1=0,x2=ln a,
a.若a=1,则x1=x2,f′(x)≥0恒成立,f(x)在(-∞,+∞)上为增函数;
b.若0x2.
当x∈(-∞,ln a)时,f′(x)>0,f(x)为增函数;
当x∈(ln a,0)时,f′(x)<0,f(x)为减函数;
当x∈(0,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数;
c.若a>1,则x10,f(x)为增函数;
当x∈(0,ln a)时,f′(x)<0,f(x)为减函数;
当x∈(ln a,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数.
综上所述,当a≤0,f(x)在(-∞,0)上为减函数,在(0,+∞)上为增函数;
当a=1时,f(x)在(-∞,+∞)上为增函数;
当01时,f(x)在(-∞,0),(ln a,+∞)上为增函数,在(0,ln a)上为减函数.
(2)①当a=0时,f(x)=e2x-ex=ex,令f(x)=0得x=ln 2,此时f(x)有1个零点,不符合题意.
②当a<0时,由(1)可知,f(x)在(-∞,0)上为减函数,在(0,+∞)上为增函数.
因为f(x)有两个零点,必有f(0)=-a-<0,即a>-.注意到f(1)=e2+a-(a+1)e=e2-e+a(1-e)>0,所以当x∈(0,1)时,f(x)有1个零点.
当x<0时,f(x)=ax+ex>ax-(a+1)ex>ax-(a+1),取x0<1+<0,则f(x0)>0,
所以当x∈(x0,0)时,f(x)有1个零点,
所以当-1时,f(x)在(-∞,0)上为增函数,在(0,ln a)上为减函数,在(ln a,+∞)上为增函数.
因为f(0)=-a-1=-a-<0,
所以此时f(x)最多有1个零点,不符合题意.
综上所述,若f(x)有两个零点,则a的取值范围是.
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