16.[2017·天津卷·文10,本题考查了导数的几何意义,切线方程的求解] 已知a∈R,设函数f(x)=ax-ln x的图象在点(1,f(1))处的切线为l,则l在y轴上的截距为________.
答案 1
1
解析 ∵f′(x)=a-,∴f′(1)=a-1.
x又∵f(1)=a,∴切线l的斜率为a-1,且过点(1,a), ∴切线l的方程为y-a=(a-1)(x-1). 令x=0,得y=1,故l在y轴上的截距为1.
17.[2017·天津卷·文12,本题考查了抛物线的几何性质,圆的标准方程,直线与圆的位置关系,考查了运算求解能力]
设抛物线y=4x的焦点为F,准线为l.已知点C在l上,以C为圆心的圆与y轴的正半轴相切于点A.若∠FAC=120°,则圆的方程为______________.
答案 (x+1)+(y-3)=1
2
2
2
解析 由y=4x可得点F的坐标为(1,0),准线l的方程为x=-1.
2
由圆心C在l上,且圆C与y轴正半轴相切(如图),可得点C的横坐标为-1,圆的半径为1,∠CAO=90°.又因为∠FAC=120°,
所以∠OAF=30°,所以|OA|=3,所以点C的纵坐标为3. 所以圆的方程为(x+1)+(y-3)=1.
18.[2017·山东卷·文15,本题考查了双曲线与抛物线相交问题,以及两种曲线的几何性质,考查了数形结合思想,运算求解能力]
2
2
x2y22
在平面直角坐标系xOy中,双曲线2-2=1(a>0,b>0)的右支与焦点为F的抛物线xab=2py(p>0)交于A,B两点.若|AF|+|BF|=4|OF|,则该双曲线的渐近线方程为__________________.
答案 y=±2x 2
解析 设A(x1,y1),B(x2,y2).
xy??2-2=1,由?ab??x2=2py,
2
22
得ay-2pby+ab=0,
22222
2pb∴y1+y2=2. a又∵|AF|+|BF|=4|OF|,
∴y1++y2+=4×,∴y1+y2=p,
222
pppb21b2∴2=p,即2=,∴=, aa2a2
2pb∴双曲线的渐近线方程为y=±2
x. 2
2
19.[2017·江苏卷·文8,本题考查了双曲线的几何性质,考查了运算求解能力] 在平面直角坐标系xOy中,双曲线-y=1的右准线与它的两条渐近线分别交于点P,
3
x2
2
Q,其焦点是F1,F2,则四边形F1PF2Q的面积是________.
答案 23
解析 如图所示,双曲线-y=1的焦点为F1(-2,0),F2(2,0),
3所以|F1F2|=4.
x2
2
a23
双曲线-y=1的右准线方程为x==,
3c2
2
x2
渐近线方程为y=±3x=,??2由?
3y=x,??3
3
x. 3
3?3??3?3
得P?,?.同理可得Q?,-?.
2??22??2
11
∴|PQ|=3,∴S四边形F1PF2Q=·|F1F2|·|PQ|=×4×3=23.
22三、解答题
20.[2017·全国卷Ⅰ·文20,本题考查了抛物线的切线方程,直线与抛物线的位置关系,考查了学生综合分析问题,解决问题的能力,运算求解能力]
设A,B为曲线C:y=上两点,A与B的横坐标之和为4.
4(1)求直线AB的斜率;
(2)设M为曲线C上一点,C在M处的切线与直线AB平行,且AM⊥BM,求直线AB的方程.
解 (1)设A(x1,y1),B(x2,y2), 则x1≠x2,y1=,y2=,x1+x2=4,
44于是直线AB的斜率k=
x2
x21x22
y1-y2x1+x2
==1. x1-x24
(2)由y=,得y′=.
42
设M(x3,y3),由题设知=1,解得x3=2,于是M(2,1).
2设直线AB的方程为y=x+m,
故线段AB的中点为N(2,2+m),|MN|=|m+1|. 将y=x+m代入y=得x-4x-4m=0.
4
当Δ=16(m+1)>0,即m>-1时,x1,2=2±2m+1. 从而|AB|=2|x1-x2|=4由题设知|AB|=2|MN|,即4所以直线AB的方程为y=x+7.
21.[2017·全国卷Ⅰ·文21,本题考查了本题考查了利用导数讨论函数的单调性,根据不等式求参数范围,考查了分类讨论思想,函数与方程的思想]
已知函数f(x)=e(e-a)-ax. (1)讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)≥0,求a的取值范围.
解 (1)函数f(x)的定义域为(-∞,+∞),
xx2
x2xx3
x2
2
m+m+
.
=2(m+1),解得m=7.
f′(x)=2e2x-aex-a2=(2ex+a)(ex-a).
①若a=0,则f(x)=e在(-∞,+∞)上单调递增. ②若a>0,则由f′(x)=0得x=ln a. 当x∈(-∞,ln a)时,f′(x)<0; 当x∈(ln a,+∞)时,f′(x)>0. 故f(x)在(-∞,ln a)上单调递减, 在(ln a,+∞)上单调递增.
③若a<0,则由f′(x)=0得x=ln ?-?.
?2?
2x?a?
??a??当x∈?-∞,ln ?-??时,f′(x)<0; ??2??
当x∈?ln ?-?,+∞?时,f′(x)>0. ??2??故f(x)在?-∞,ln ?-??上单调递减, ??2??在?ln ?-?,+∞?上单调递增.
??2??(2)①若a=0,则f(x)=e,所以f(x)≥0.
②若a>0,则由(1)得,当x=ln a时,f(x)取得最小值,最小值为f(ln a)=-aln a, 从而当且仅当-aln a≥0,即a≤1时,f(x)≥0.
③若a<0,则由(1)得,当x=ln ?-?时,f(x)取得最小值,最小值为f?ln ?-??=
?2???2??3
4?3?a???3?a??a2?-ln ?-2??,从而当且仅当a2?-ln ?-2??≥0,即a≥-2e 时,f(x)≥0.
???????4?4
3
4
综上,a的取值范围是[-2e ,1].
22.[2017·全国卷Ⅱ·文20,本题考查了曲线轨迹方程,直线与抛物线的位置关系,考查了运算求解能力和转化与化归的数学思想]
设O为坐标原点,动点M在椭圆C:+y=1上,过M作x轴的垂线,垂足为N,点P2→
→
满足NP= 2 NM.
(1)求点P的轨迹方程;
→→
(2)设点Q在直线x=-3上,且OP·PQ=1,证明:过点P且垂直于OQ的直线l过C的左焦点F.
→
→
→
→
解 (1)设P(x,y),M(x0,y0),则N(x0,0),NP=(x-x0,y),NM=(0,y0). 由NP=2NM得x0=x,y0=2y. 2
2
2
2x?
?a??
?
?a??
?
?a??
?a?
?
?a??
x2
2
因为M(x0,y0)在C上,所以+=1.
22因此点P的轨迹方程为x+y=2. (2)证明:由题意知F(-1,0). 设Q(-3,t),P(m,n), →
-m,t-n).
→
→
→
→
→
则OQ=(-3,t),PF=(-1-m,-n),OQ·PF=3+3m-tn,OP=(m,n),PQ=(-3
2
2
x2y2
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