②若关于x的不等式g(x)≤e在区间[x0-1,x0+1]上恒成立,求b的取值范围. 解 (1)由f(x)=x-6x-3a(a-4)x+b,可得
3
2
xf′(x)=3x2-12x-3a(a-4)=3(x-a)[x-(4-a)].
令f′(x)=0,解得x=a或x=4-a. 由|a|≤1,得a<4-a.
当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
x f′(x) f(x) (-∞,a) + (a,4-a) - (4-a,+∞) + x 所以,f(x)的单调递增区间为(-∞,a),(4-a,+∞),单调递减区间为(a,4-a). (2)①证明:因为g′(x)=e(f(x)+f′(x)),
?g由题意知?
?g?fx所以??e x00
x0
x0=e,x0=e x0
=e
x0
,
x0
,
fx0+fx0=e
x0
,
??f解得?
?f?
x0=1,
xx0=0.
所以,f(x)在x=x0处的导数等于0.
x②因为g(x)≤e,x∈[x0-1,x0+1],且e>0, 所以f(x)≤1.
又因为f(x0)=1,f′(x0)=0,
所以x0为f(x)的极大值点,由(1)知x0=a. 另一方面,由于|a|≤1,故a+1<4-a.
由(1)知f(x)在(a-1,a)内单调递增,在(a,a+1)内单调递减,故当x0=a时,f(x)≤f(a)=1在[a-1,a+1]上恒成立,从而g(x)≤e在[x0-1,x0+1]上恒成立.
由f(a)=a-6a-3a(a-4)a+b=1,得b=2a-6a+1,-1≤a≤1. 令t(x)=2x-6x+1,x∈[-1,1],所以t′(x)=6x-12x. 令t′(x)=0,解得x=2(舍去)或x=0. 因为t(-1)=-7,t(1)=-3,t(0)=1,
所以,t(x)的值域为[-7,1].所以,b的取值范围是[-7,1].
29.[2017·天津卷·文20,本题考查了椭圆的标准方程,几何性质,直线与椭圆的位置关系,考查了分析推理能力,运算求解能力]
3
2
2
3
2
3
2
xx2y2
已知椭圆2+2=1(a>b>0)的左焦点为F(-c,0),右顶点为A,点E的坐标为(0,c),
ab△EFA的面积为.
2
(1)求椭圆的离心率;
b2
3
(2)设点Q在线段AE上,|FQ|=c,延长线段FQ与椭圆交于点P,点M,N在x轴上,
2
PM∥QN,且直线PM与直线QN间的距离为c,四边形PQNM的面积为3c.
①求直线FP的斜率; ②求椭圆的方程.
解 (1)设椭圆的离心率为e. 1b由已知,可得(c+a)c=. 22
又由b=a-c,可得2c+ac-a=0, 12
即2e+e-1=0,解得e=-1或e=.
2
11
又因为0 22 1 (2)①依题意,设直线FP的方程为x=my-c(m>0),则直线FP的斜率为. 2 2 2 2 2 2 m由(1)知a=2c,可得直线AE的方程为+=1,即x+2y-2c=0,与直线FP的方程 2cc联立,可解得x= xym-c3c?,y=,即点Q的坐标为?m+2m+2?m-c3c?,. m+2m+2?? 3?由已知|FQ|=c,有? 2?m-c?2?3c?2?3c?22 +c?+?=??,整理得3m-4m=0,所以m=?m+2??m+2??2? 43 (m=0舍去),即直线FP的斜率为. 34 x2y2 ②由a=2c,可得b=3c,故椭圆方程可以表示为2+2=1. 4c3c3x-4y+3c=0,??2 由①得直线FP的方程为3x-4y+3c=0,与椭圆方程联立?xy2 2+2=1,??4c3c 消去 y,整理得7x2+6cx-13c2=0, 13c?3c?解得x=-(舍去)或x=c.因此可得点P?c,?, 2?7?进而可得|FP|= c+c2 ?3c?25c+??=, ?2?2 5c3c所以|PQ|=|FP|-|FQ|=-=c. 22 由已知,线段PQ的长即为PM与QN这两条平行直线间的距离,故直线PM和QN都垂直于直线FP. 3c39c1 因为QN⊥FP,所以|QN|=|FQ|·tan∠QFN=×=,所以△FQN的面积为|FQ||QN| 248227c=. 32 2 75c同理△FPM的面积等于. 32 75c27c由四边形PQNM的面积为3c,得-=3c, 3232整理得c=2c,又由c>0,得c=2. 所以,椭圆的方程为+=1. 1612 30.[2017·山东卷·文20,本题考查了导数的几何意义,用导数研究函数的单调性和极值,考查了分类讨论思想,函数与方程思想,运算求解能力] 1312 已知函数f(x)=x-ax,a∈R. 32 (1)当a=2时,求曲线y=f(x)在点(3,f(3))处的切线方程; (2)设函数g(x)=f(x)+(x-a)cosx-sinx,讨论g(x)的单调性并判断有无极值,有极值时求出极值. 解 (1)由题意f′(x)=x-ax, 所以当a=2时,f(3)=0,f′(x)=x-2x, 所以f′(3)=3, 因此曲线y=f(x)在点(3,f(3))处的切线方程是y=3(x-3), 即3x-y-9=0. (2)因为g(x)=f(x)+(x-a)cosx-sinx, 所以g′(x)=f′(x)+cosx-(x-a)sinx-cosx =x(x-a)-(x-a)sinx =(x-a)(x-sinx). 令h(x)=x-sinx,则h′(x)=1-cosx≥0, 所以h(x)在R上单调递增. 因为h(0)=0, 所以当x>0时,h(x)>0; 当x<0时,h(x)<0. ①当a<0时,g′(x)=(x-a)(x-sinx), 当x∈(-∞,a)时,x-a<0,g′(x)>0,g(x)单调递增; 当x∈(a,0)时,x-a>0,g′(x)<0,g(x)单调递减; 当x∈(0,+∞)时,x-a>0,g′(x)>0,g(x)单调递增. 所以当x=a时,g(x)取到极大值, 13 极大值是g(a)=-a-sina; 6 当x=0时,g(x)取到极小值,极小值是g(0)=-a. ②当a=0时,g′(x)=x(x-sinx), 当x∈(-∞,+∞)时,g′(x)≥0,g(x)单调递增; 所以g(x)在(-∞,+∞)上单调递增,g(x)无极大值也无极小值. ③当a>0时,g′(x)=(x-a)(x-sinx), 2 2 2 2 2 2 x2y2 当x∈(-∞,0)时,x-a<0,g′(x)>0,g(x)单调递增; 当x∈(0,a)时,x-a<0,g′(x)<0,g(x)单调递减; 当x∈(a,+∞)时,x-a>0,g′(x)>0,g(x)单调递增. 所以当x=0时,g(x)取到极大值,极大值是g(0)=-a; 当x=a时,g(x)取到极小值, 13 极小值是g(a)=-a-sina. 6综上所述: 当a<0时,函数g(x)在(-∞,a)和(0,+∞)上单调递增,在(a,0)上单调递减,函数13 既有极大值,又有极小值,极大值是g(a)=-a-sina,极小值是g(0)=-a; 6 当a=0时,函数g(x)在(-∞,+∞)上单调递增,无极值; 当a>0时,函数g(x)在(-∞,0)和(a,+∞)上单调递增,在(0,a)上单调递减,函13 数既有极大值,又有极小值,极大值是g(0)=-a,极小值是g(a)=-a-sina. 6 31.[2017·山东卷·文21,本题考查了椭圆的标准方程,几何性质,直线与椭圆的位置关系,圆的几何性质,考查了转化与化归的思想,分析推理能力,运算求解能力] x2y22 在平面直角坐标系xOy中,已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的离心率为,椭圆C截直 ab2 线y=1所得线段的长度为22. (1)求椭圆C的方程; (2)动直线l:y=kx+m(m≠0)交椭圆C于A,B两点,交y轴于点M.点N是M关于O的对称点,⊙N的半径为|NO|.设D为AB的中点,DE,DF与⊙N分别相切于点E,F,求∠EDF的最小值. 解 (1)由椭圆的离心率为 2222 ,得a=2(a-b), 2
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