∴cos θ=
|n1·n2|
|n1||n2|
=
13+1+(3-λ)
2
=1
(λ-3)
2
.(11分) +4
π1
∵0≤λ≤3, ∴当λ=3时, cos θ有最大值, ∴θ的最小值为. (12分)
23(20)(本题满分12分)
已知椭圆C的中心在原点,离心率为(Ⅰ)求椭圆C的方程;
2
,圆E:(x-1)2+y2=1的圆心是椭圆C的一个焦点. 2
(Ⅱ)如图,过椭圆C上且位于y轴左侧的一点P作圆E的两条切线,分别交y轴于点M、N.试推断是否存在点P,使|MN|=
14?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由. 3
x2y2
【解析】(Ⅰ)由题意可设椭圆方程为2+2=1(a>b>0),
ab且半焦距c=1. 因为椭圆的离心率为从而
2c2
,则=,即a=2c=2.(3分) 2a2
x2
C的方程为+y2=1.(4分)
2
b2=a2-c2=1,故椭圆
(Ⅱ)设点P(x0,y0)(x0<0),M(0,m),N(0,n),
y0-m
则直线PM的方程为y=x+m,即(y0-m)x-x0y+mx0=0.(5分)
x0因为圆心E(1,0)到直线PM的距离为1,则
=1,
(y0-m)2+x20
|y0-m+x0m|
2222
即(y0-m)2+x20=(y0-m)+2x0m(y0-m)+x0m,即(x0-2)m+2y0m-x0=0.
同理,(x0-2)n2+2y0n-x0=0.(6分)
由此可知,m,n为方程(x0-2)x2+2y0x-x0=0的两个实根, 所以m+n=-
2y0x0
,mn=-.(8分) x0-2x0-2(m+n)2-4mn=
4y24x00
+=2
(x0-2)x0-2
2+4y2-8x4x000
. 2
(x0-2)
|MN|=|m-n|=
x2x20022
因为点P(x0,y0)在椭圆C上,则+y0=1,即y0=1-,则
22
|MN|=
令
2x20-8x0+4
=(x0-2)22(x0-2)2-4
=(x0-2)2
4
2-.(10分) (x0-2)2
4142-=,则(x0-2)2=9.因为x0<0,则x0=-1.
3(x0-2)2
2
2
y0=±
22??.故存在点P-1,±满足题设条件.(12分) 22??
x2102y0=1-=,即(21)(本题满分12分)
11已知函数f(x)=ax2-2ax+ln x有两个不同的极值点x1,x2,且x1·x2>.
22(Ⅰ)求实数a的取值范围;
(Ⅱ)设上述a的取值范围为M,若存在x0∈1+
?
?2?
不等式f(x0)+ln(a+1)>m(a2,2,
2?使对任意a∈M,
-1)-(a+1)+2ln 2恒成立,求实数m的取值范围.
1ax2-2ax+1
【解析】(Ⅰ)f′(x)=ax-2a+=(x>0).(1分)
xx令f′(x)=0,则ax2-2ax+1=0.
a≠0,
??Δ=4a-4a>0,
据题意,方程有两个不等正根,则?(3分)
1xx>??2,
2
12
a(a-1)>0,??
即?11解得1<a<2. 故实数a的取值范围是(1,2).(4分)
>,??a2(Ⅱ)由ax2-2ax+1>0,得a(x-1)2>a-1.即x<1-所以f(x)在?-∞,1-
1??
1-和1+a??
1
1-或x>1+a
11-. a
?
1?1-,+∞上是增函数. a?
因为1<a<2,则1+当x∈1+
122??1-<1+,所以f(x)在1+,2 上是增函数.
a22??
?
?2?,2时,f(x)max=f(2)=-2a+ln 2.(6分) 2?
据题意,当a∈(1,2)时,f(x)max+ln(a+1)>m(a2-1)-(a+1)+2ln 2恒成立, 即-2a+ln 2+ln(a+1)>m(a2-1)-(a+1)+2ln 2恒成立, 即ln(a+1)-ma2-a+m+1-ln 2>0恒成立. 设g(a)=ln(a+1)-ma2-a+m+1-ln 2,
1
a+1+?-2am?2m??1
则g′(a)=-2ma-1=.(8分)
a+1a+1
(1)当m≥0时,因为a∈(1,2),则g′(a)<0,所以g(a)在(1,2)上是减函数. 此时,g(a)<g(1)=0,不合题意.(9分)
111
(2)当m<0时,若1+≥-1,即m≤-,因为a∈(1,2),则a+1+>0,g′(a)>0,
2m42m
所以g(a)在(1,2)上是增函数. 此时,g(a)>g(1)=0,符合题意.(10分)
11111
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