若x?0,f?x??e?ax?0恒成立,
xex即当x?0时,a??,
xxexexx?ex?1?x?e设H?x???,H'?x???, ?xx2x2当x??0,1?时,H'?x??0,则H?x?在?0,1?上单调递增, 当x??1,???时,H'?x??0,则H?x?在?1,???上单调递减, 所以当x?1时,H?x?取得最大值.
H?x?max?H?1???e,
所以,要使x?0时,f?x??0恒成立,a的取值范围为??e,???.
xx(2)由题意,曲线C为:y?elnx?e?x.
令M?x??elnx?e?x,
xxex?1??exlnx?ex?1???lnx?1?ex?1, 所以M'?x??x?x?设h?x??111x?1?lnx?1,则h'?x???2??2, xxxx当x?1,e时,h'?x??0,
故h?x?在?1,e?上为增函数,因此h?x?在区间?1,e?上的最小值h?1??ln1?0, 所以h?x????1?lnx?1?0, x1?lnx0?1?0, x0当x0??1,e?时,ex0?0,
?1?x0所以M'?x0????lnx0?1?e?1?0,
?x0?xx曲线y?elnx?e?x在点x?x0处的切线与y轴垂直等价于方程M'?x0??0在x?1,e上有实数解.
??而M'?x0??0,即方程M'?x0??0无实数解.
故不存在实数x0??1,e?,使曲线y?M?x?在点x?x0处的切线与y轴垂直. 【点睛】
本题考查不等式恒成立,考查用导数的几何意义,由导数几何把问题进行转化是解题关键.本题属于困难题.
19.已知椭圆C:9x2?y2?m2(m?0),直线l不过原点O且不平行于坐标轴,l与C有两个交点A,B,线段AB的中点为M.
(Ⅰ)证明:直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值; (Ⅱ)若l过点(m,m),延长线段OM与C交于点P,四边形OAPB能否为平行四边形?若能,求此时l3的斜率,若不能,说明理由.
【答案】(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ)能,4?7或4?7. 【解析】
试题分析:(1)设直线l:y?kx?b(k?0,b?0),直线方程与椭圆方程联立,根据韦达定理求根与系数的关系,并表示直线OM的斜率,再表示(2)第一步由 (Ⅰ)得OM的方程为y??的坐标,第二步再整理点
;
9x.设点P的横坐标为xP,直线OM与椭圆方程联立求点Pk,如果有值,并且满足k?0,
的坐标,如果能构成平行四边形,只需
k?3的条件就说明存在,否则不存在.
试题解析:解:(1)设直线l:y?kx?b(k?0,b?0),A(x1,y1),B(x2,y2),M(xM,yM).
?y?kx?b2222∴由?2得(k?9)x?2kbx?b?m?0, 22?9x?y?m∴xM?9bx1?x2kb??2,yM?kxM?b?2. 2k?9k?9yM9??,即kOM?k??9. xMk∴直线OM的斜率kOM?即直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值?9. (2)四边形OAPB能为平行四边形.
m,m),∴l不过原点且与C有两个交点的充要条件是k?0,k?3 39由 (Ⅰ)得OM的方程为y??x.设点P的横坐标为xP.
k∵直线l过点(9x,k∴由{得2229x?y?m,y??将点(,即
mk(k?3)mm(3?k),m)的坐标代入直线l的方程得b?,因此xM?.
3(k2?9)33四边形OAPB为平行四边形当且仅当线段AB与线段OP互相平分,即xP?2xM ∴?km3k2?9?2?mk(k?3).解得k1?4?7,k2?4?7.
3(k2?9)∵ki?0,ki?3,i?1,2,
∴当l的斜率为4?7或4?7时,四边形OAPB为平行四边形. 考点:直线与椭圆的位置关系的综合应用
【一题多解】第一问涉及中点弦,当直线与圆锥曲线相交时,点
是弦的中点,(1)知道中点坐标,求
直线的斜率,或知道直线斜率求中点坐标的关系,或知道求直线斜率与直线OM斜率的关系时,也可以选择点差法,设
,
,代入椭圆方程
,两式相减
,化简为,两边同时除以
得,而,,即得到结果,
(2)对于用坐标法来解决几何性质问题,那么就要求首先看出几何关系满足什么条件,其次用坐标表示这些几何关系,本题的关键就是如果是平行四边形那么对角线互相平分,即xP?2xM,分别用方程联立求两个坐标,最后求斜率.
20.已知正实数a,b满足a?b?4 . (1)求
14
? 的最小值. ab
221??1?25?(2)证明:?a????b??… a??b?2?【答案】(1)【解析】 【分析】
(1)利用乘“1”法,结合基本不等式求得结果. (2)直接利用基本不等式及乘“1”法,证明即可. 【详解】
9;(2)见解析 414a?b?14?1?b4a?????5??(1)因为a?b?4 ,所以???? ab4?ab?4?ab?因为a?0,b?0 ,所以
b4ab4a48?…4 (当且仅当? ,即a?,b? 时等号成立), abab33所以
1?b4a?195??…?(5?4)? ??4?ab?442211?11???a?b??4???22???(2)证明:?1??1??ab?ab? ?a??b?…?????a??b?22?因为a?b?4 ,所以
22111?11?1?ab?1??(a?b)???????2?…?(2?2)?1 ab4?ab?4?ba?41??1?25?故?a????b??… (当且仅当a?b?2 时,等号成立)
a??b?2?【点睛】
本题考查了基本不等式的应用,考查了乘“1”法的技巧,考查了推理论证能力,属于中档题. 21.数列?an?满足a1?1,an是?1与an?1的等差中项.
(1)证明:数列?an?1?为等比数列,并求数列?an?的通项公式; (2)求数列?an?2n?的前n项和Sn.
nn?12【答案】(1)见解析,an?2?1(2)Sn?2?n?2
【解析】 【分析】
(1)根据等差中项的定义得an?1?1?2an,然后构造新等比数列?an?1?,写出?an?1?的通项即可求 (2)根据(1)的结果,分组求和即可 【详解】
解:(1)由已知可得an?1?1?2an,即an?1?2an?1,可化为an?1?1?2?an?1?,故数列?an?1?是以
a1?1?2为首项,2为公比的等比数列.
即有an?1??a1?1??2n?1?2n,所以an?2n?1.
n(2)由(1)知,数列?an?2n?的通项为:an?2n?2?2n?1,
?Sn??21?22?23?L?2n???1?3?5?L?2n?1?
?2?1?2n?1?2?n2?2n?1?n2?2
n?12故Sn?2?n?2.
【点睛】
考查等差中项的定义和分组求和的方法;中档题.
22.数列?an?满足an?0,a1?1且an?1?an?3an?1an?0.
?1?(1)证明:数列??是等差数列,并求数列?an?的通项公式;
?an?(2)求数列?an?an?1?的前n项和Sn.
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