内容正文:
高难解答突破训练(二)
1.已知双曲线C的渐近线方程为y=±x,且过点P(3,).
(1)求C的方程;
(2)设Q(1,0),直线x=t(t∈R)不经过P点且与C相交于A,B两点,若直线BQ与C交于另一点D,求证:直线AD过定点.
解 (1)因为双曲线C的渐近线方程为
y=±x,
故设C的方程为-y2=λ(λ≠0),
又双曲线C过点P(3,),所以-()2=λ,
解得λ=1,
所以C的方程为-y2=1.
(2)证明:显然直线BQ的斜率不为0,
设直线BQ的方程为x=my+1,B(x1,y1),
D(x2,y2),A(x1,-y1),
联立
消去x整理得(m2-3)y2+2my-2=0,
依题意m2-3≠0且Δ=4m2+8(m2-3)>0,即m2>2且m2≠3,
所以y1+y2=-,y1y2=-,
直线AD的方程为y+y1=(x-x1),
令y=0,得x=+x1=
=
=
==3,
所以直线AD过定点(3,0).
2.(2022·柳州三模)若f(x)=(x-2)2-bx+2a ln x.
(1)当a>0,b=a时,讨论函数f(x)的单调性;
(2)若b=0,且f(x)有两个极值点x1,x2,证明:f(x1)+f(x2)>1.
解 (1)因为f(x)=(x-2)2-bx+2a ln x,
当a>0,b=a时,f′(x)=x-2-a+
==(x>0),
令f′(x)=0,解得x=a或2,
当a>2时,则0<x<2或x>a时,f′(x)>0,2<x<a时,f′(x)<0,
所以函数f(x)在(0,2),(a,+∞)上单调递增,在(2,a)上单调递减,
当a=2时,f′(x)=≥0,故函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,
当0<a<2时,则0<x<a或x>2时,f′(x)>0,a<x<2时,f′(x)<0,
所以函数f(x)在(0,a),(2,+∞)上单调递增,在(a,2)上单调递减.
(2)证明:当b=0时,f(x)=(x-2)2+2a ln x,
f′(x)=x-2+=(x>0),
因为函数f(x)有两个极值点,所以方程x2-2x+2a=0有两个正根x1,x2,
则且Δ=4-8a>0,
解得0<2a<1,
f(x1)+f(x2)=(x1-2)2+2a ln x1+(x2-2)2+2a ln x2=(x+x)-2(x1+x2)+2a ln x1x2+4=(x1+x2)2-x1x2-2(x1+x2)+2a ln x1x2+4=2a ln 2a-2a+2,
令t=2a,h(t)=t ln t-t+2(0<t<1),
则h′(t)=ln t<0,
所以y=h(t)在(0,1)上单调递减,
所以h(t)>h(1)=1,即f(x1)+f(x2)>1.
3.(2022·菏泽二模)已知抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点为F,O为坐标原点,抛物线E上不同的两点M,N只能同时满足下列三个条件中的两个:
①|FM|+|FN|=|MN|;
②|OM|=|ON|=|MN|=8;
③直线MN的方程为x=6p.
(1)问M,N两点只能满足哪两个条件(只写出序号,无需说明理由)?并求出抛物线E的标准方程;
(2)如图,过F的直线与抛物线E交于A,B两点,过A点的直线l与抛物线E的另一交点为C,与x轴的交点为D,且|FA|=|FD|,求△ABC面积的最小值.
解 (1)只能同时满足的条件为②③,
由|OM|=|ON|=|MN|知△OMN为等边三角形,且MN⊥x轴,
由x=6p,得y2=2p·6p,则y=±2p,
得|MN|=4p=8,
∴p=2,∴抛物线E的方程为y2=4x.
(2)依题意可知直线AB的斜率不为0,设直线AB:x=my+1,联立消去x整理得y2-4my-4=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),点A在x轴的上方,则x1>0,y1>0,y1y2=-4,x1x2==1,m=,
∴|AB|=x1+x2+2=x1++2,
由|FA|=|FD|,得D(x1+2,0),则直线AD:y=-(x-x1-2),联立y2=4x,得C, = =,
∴点C到直线AB的距离
d=
=
=,
∴S△ABC=|AB|d
=··
=
=
=2≥16,当且仅当x1=1时,△ABC的面积取到最小值16.
4.(2022·泰安一模)已知函数f(x)=a ln (x+1)+-x,其中a为非零实数.
(1)当a=-1时,求f(x)的极值;
(2)讨论f(x)的单调性;
(3)若f(x)有两个极值点x1,x2,且x1<x2,求证:f(-x1)+f(x2)>x1.
解 函数f(x)的定义域为(-1,+∞).
(1)当a=-1时,f(x)=-ln (x+1)+-x,
f′(x)=+x-1=,
令f′(x)=0,解得x=或x=-(舍去),
当x∈(-1,)时,f′(x)<0,f(x