内容正文:
三、压轴题
压轴题(三)
第二部分 刷题型
本课结束
12.(2022·东北三省三校高三第一次联考)已知a>b>0,F1,F2是双曲线C1: eq \f(x2,a2)- eq \f(y2,b2)=1的两个焦点,若点P为椭圆C2: eq \f(x2,a2)+ eq \f(y2,b2)=1上的动点,当P为椭圆的短轴端点时,∠F1PF2取得最小值,则椭圆C2的离心率的取值范围为( )
A. eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),2)))
B. eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2),1))
C. eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),3)))
D. eq \b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),3),1))
答案 A
解析 假设点P在x轴上方,设P(a cos θ,b sin θ),则θ∈(0,π),由已知得F1(- eq \r(a2+b2),0),F2( eq \r(a2+b2),0),设直线PF1的倾斜角为α,直线PF2的倾斜角为β,∴tan α=k PF1= eq \f(b sin θ,a cos θ+\r(a2+b2)),tan β=kPF2= eq \f(b sin θ,a cos θ-\r(a2+b2)),∴tan ∠F1PF2=tan (β-α)= eq \f(tan β-tan α,1+tan αtan β)=- eq \f(2b\r(a2+b2)sin θ,b2+(a2-b2)sin2θ)=- eq \f(2b\r(a2+b2),\f(b2,sinθ)+(a2-b2)sin θ)=
- eq \f(2b\r(a2+b2),(a2-b2)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(sin θ+\f(\f(b2,a2-b2),sin θ)))).由于P为椭圆的短轴端点时,θ= eq \f(π,2),∠F1PF2取得最小值,即tan ∠F1PF2取得最小值,y=sin θ+ eq \f(\f(b2,a2-b2),sin θ)(0<sin θ≤1)也取得最小值,此时sin θ=1,令t=sin θ(0<t≤1),则f(t)=t+ eq \f(\f(b2,a2-b2),t)在t=1时取
得最小值,∵函数y=f(t)在 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0, \r(\f(b2,a2-b2))))上单调递减,∴1≤ eq \r(\f(b2,a2-b2)),即a2≤2b2,∴e= eq \r(1-\f(b2,a2))≤ eq \r(1-\f(1,2))= eq \f(\r(2),2).即椭圆C2的离心率的取值范围为 eq \b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(2),2))).故选A.
16.(2022·全国乙卷(理))已知x=x1和x=x2分别是函数f(x)=2ax-ex2(a>0且a≠1)的极小值点和极大值点,若x1<x2,则a的取值范围是________.
答案 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,e),1))
解析 f′(x)=2(ax ln a-ex)至少要有两个零点x=x1和x=x2,令g(x)=2(ax ln a-ex),则g′(x)=2ax(ln a)2-2e.
①若a>1,则g′(x)在R上单调递增,此时若g′(x0)=0,则f′(x)在(-∞,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,此时若有x=x1和x=x2分别是函数f(x)=2ax-ex2(a>0且a≠1)的极小值点和极大值点,则x1>x2,不符合题意.
②若0<a<1,则g′(x)在R上单调递减,此时若g′(x0)=0,则f′(x)在(-∞,x0)上单调递增,在(x0,+∞)上单调递减,且x0=loga eq \f(e,(ln a)2).此时若
有x=x1和x=x2分别是函数f(x)=2ax-ex2(a>0且a≠1)的极小值点和极大值点,且x1<x2,则需满足f′(x0)>0,即 eq \f(e,ln a)>eloga eq \f(e,(ln a)2)⇒a \f(1,ln a) eq \s\up15()
< eq \f(e,(ln a)2)⇒ln a \f(1,ln a) eq \s\up15()
<ln eq \f(e,(ln a)2)⇒ eq \f(1,ln a)ln a<1-ln (ln a)2,解得 eq \f(1,e)<a<1或1<a<e,由于0<a<1,取交集即得 eq \f(1,e)<a<1.
20.(2022·安徽滁州第二次教学质量监测)平