ππππ5ππππ因为≤θ<,所以≤2θ-<,所以当2θ-=,即θ=时,DE+DF有最大值5,此时E与C重合. …
3226662313分答:当E与C重合时,两条栈道长度之和最大. …………14分 18.(本小题满分16分) 解(1)离心率e==
ca33122
,所以c=a,b=a-c=a, ………………2分 222
x2y2
所以椭圆C的方程为2+2=1.
4bb83169
因为椭圆C经过点P(,),所以2+2=1,
5525b25b所以b=1,所以椭圆C的方程为+y=1. …………………………………4分
4(2)解法一
22()
225242
设N(n,0),当l斜率不存在时,A(,y),B(,-y),则y=1-=,
55425→则NA244→224
NB=(-n)2-y2=(-n)2-=n2-n-, …………6分
555525
→NB=(-2-n)(2-n)=n2-4.
2
x2
2
→当l经过左?右顶点时,NA4422
令n-n-=n-4,得n=4. ………………8分
55
→2
下面证明当N为(4,0)时,对斜率为k的直线l:y=k(x-),恒有NA5
→NB=12.
?4+y=1,
1616
设A(x,y),B(x,y),由?消去y,得(4k+1)x-kx+k-4=0,
2525
y=k(x-),?5
2
2
2
2
2
1
1
2
2
x2
162162
kk-4525
所以x1+x2=2,x1x2=2, ……………10分
4k+14k+1→所以NA→NB=(x1-4)(x2-4)+y1y2
222
=(x1-4)(x2-4)+k(x1-)(x2-)
55
2242 2
=(k+1)x1x2-(4+k)(x1+x2)+16+k……………12分
525162162
k-4k25524222
=(k+1)2-(4+k)2+16+k
4k+154k+125162162224222
(k+1)(k-4)-k(4+k)+k(4k+1)
255525
=+16 2
4k+1
-16k-4=+16=12. 2
4k+1
→所以在x轴上存在定点N(4,0),使得NA解法二
2
设N(n,0),当直线l斜率存在时,设l:y=k(x-),
5设A(x1,y1),B(x2,y2),
→NB为定值. ………………16分
2
?4+y=1,
1616
由?消去y,得(4k+1)x-kx+k-4=0,
2525
y=k(x-),?5
2
2
2
2
2
x2
162162
kk-4525
所以x1+x2=2,x1x2=2, ……………6分
4k+14k+1→所以NA→22NB=(x1-n)(x2-n)+y1y2=(x1-n)(x2-n)+k2(x1-)(x2-)
55
224222
=(k+1)x1x2-(n+k)(x1+x2)+n+k
525
162162
k-4k255242 222
=(k+1)2-(n+k)2+n+k………………8分
4k+154k+125162162224222
(k+1)(k-4)-k(n+k)+k(4k+1)
2555252
=+n 2
4k+116162
(-n-)k-4
552
=+n. ………………12分 2
4k+1→若NA1616216162(-n-)k-4(-n-)k-4
5555→NB为常数,则为常数,设=λ,λ为常数, 22
4k+14k+1
161622
则(-n-)k-4=4λk+λ对任意的实数k恒成立,
55
??-16n-16=4λ,→→5所以?5所以n=4,λ=-4, 此时NANB=12. …………14分
?-4=λ,?
22
()
225242
当直线l斜率不存在时,A(,y),B(,-y),则y=1-=,
55425→所以NA2→224
NB=(-4)2-y2=(-4)2-=12,
5525
→NB为定值. ………………………………16分
→所以在x轴上存在定点N(4,0),使得NA19.(本小题满分16分)
解:(1)因为f (x)=2x-3ax+3a-2(a>0),
所以f'(x)=6x-6ax=6x(x-a).
令f'(x)=0,得x=0或a. ………………2分 当x∈(-∞,0)时,f'(x)>0,f (x)单调递增; 当x∈(0,a)时,f'(x)<0,f (x)单调递减; 当x∈(a,+∞)时,f'(x)>0,f (x)单调递增.
2
故f (x)极大值=f (0)=3a-2=0,解得a=. ………………4分
3(2)g (x)=f (x)+6x=2x-3ax+6x+3a-2(a>0),
则g′(x)=6x-6ax+6=6(x-ax+1),x∈[0,1]. ①当0<a≤2时,△=36(a-4)≤0,
所以g′(x)≥0恒成立,g (x)在[0,1]上单调递增,
则g (x)取得最大值时x的值为1. ……………………………6分
②当a>2时,g′(x)的对称轴x=>1,且△=36(a-4)>0,g′(1)=6(2-a)<0,g′(0)=6>0,
2 所以g′(x)在(0,1)上存在唯一零点x0=
2
2
2
3
2
2
32
a2
a-a2-4
2
.
当x∈(0,x0)时,g′(x)>0,g (x)单调递增, 当x∈(x0,1)时,g′(x)<0,g (x)单调递减, 则g (x)取得最大值时x的值为x0=a-a2-4
2
. ………………………………8分
综上,当0<a≤2时,g (x)取得最大值时x的值为1;
当a>2时,g (x)取得最大值时x的值为
3
2
a-a2-4
2
. ……………………………9分
(3)设h (x)=f (x)-f ′(x)=2x-3(a+2)x+6ax+3a-2,
aa+2
则h (x)≥0在[,]有解. ………………………………10分
22h′(x)=6[x-(a+2)x+a]=6[(x-
2
a+2
2
)-
2
a2+4
4
],
aa+2a32
因为h′(x)在(,)上单调递减,所以h′(x)<h′()=-a<0,
2222aa+2
所以h (x)在(,)上单调递减,
22
所以h()≥0,即a-3a-6a+4≤0. …………………………………12分 2设t (a)=a-3a-6a+4(a>0),则t′ (a)=3a-6a-6, 当a∈(0,1+2)时,t′ (a)<0,t (a)单调递减;
3
2
2
a32
当a∈(1+2,+∞)时,t′ (a)>0,t(a)单调递增.
因为t (0)=4>0,t (1)=-4<0,所以t (a)存在一个零点m∈(0,1), …………………14分 因为t (4)=-4<0,t (5)=24>0,所以t (a)存在一个零点n∈(4,5), 所以t (a)≤0的解集为[m,n],
故满足条件的正整数a的集合为{1,2,3,4}. …………………………………16分
20.(本小题满分16分)
解:(1)当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-2(n-1)=4n-2,
又a1=S1=2=4×1-2,所以an=4n-2. …………………………………2分 所以an+|an+1-an+2|=4n-2+4=4(n+1)-2为数列{an}的第n+1项,
因此数列{an}为“T 数列”. …………………………………4分 (2)因为数列{an}是公差为d的等差数列, 所以an+|an+1-an+2|=a1+(n-1) d+|d|. 因为数列{an}为“T 数列”,
所以任意n∈N*,存在m∈N*,使得a1+(n-1) d+|d|=am,即有(m-n) d=|d|.…………6分 ①若d≥0,则存在m=n+1∈N*,使得(m-n) d=|d|, ②若d<0,则m=n-1.
此时,当n=1时,m=0不为正整数,所以d<0不符合题意.
综上,d≥0. ……………………………………8分 (3)因为an<an+1,所以an+|an+1-an+2|=an+an+2-an+1.
又因为an<an+an+2-an+1=an+2-(an+1-an)<an+2,且数列{an}为“T数列”, 所以an+an+2-an+1=an+1,即an+an+2=2an+1,
所以数列{an}为等差数列. …………………………………10分 设数列{an}的公差为t(t>0),则有an=1+(n-1)t,
由an<an+1-an<an+1,得1+(n-1)t<t[2+(2n-1)t]<1+nt,………………………………12分 整理得n(2t-t)>t-3t+1, ①
2
2
2
2
n(t-2t2)>2t-t2-1. ②
t2-3t+1 若2t-t<0,取正整数N0>, 2
2t-t2
则当n>N0时,n(2t-t)<(2t-t) N0<t-3t+1,与①式对于任意n∈N*恒成立相矛盾, 因此2t-t≥0.
2
222
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