内容正文:
压轴大题专练(06)
1.已知函数f(x)=+2ln x.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)设函数g(x)=,求g(x)在区间[,e]上的最大值与最小值.
解:(1)函数f(x)=+2ln x的定义域为(0,+∞),
f′(x)=,令f′(x)<0,得0<x<;
令f′(x)>0,得x>.
所以f(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增.
(2)因为g(x)=+,x∈[,e],
g′(x)=-=,
设m(x)=x-x ln x-1,x∈[,e],
则m′(x)=-ln x.
当x∈[,1)时,m′(x)>0,m(x)单调递增,
当x∈(1,e]时,m′(x)<0,m(x)单调递减,
m(x)≤m(1)=0,
∴g′(x)≤0,所以函数g(x)在[,e]上单调递减,
∴g(x)max=g()=e2-2e,
g(x)min=g(e)=+.
2.已知:①如图,长为2,宽为的矩形ABCD,以A、B为焦点的椭圆M:+=1(a>b>0)恰好过C,D两点.
②设圆(x+)2+y2=16的圆心为S,直线l过点T(,0),且与x轴不重合,直线l交圆S于C,D两点,过点T作SC的平行线交SD于M,判断点M的轨迹是否为椭圆.
(1)在①②两个条件中任选一个条件,求椭圆M的标准方程;
(2)根据(1)所得椭圆M的标准方程,过椭圆M右焦点F作与坐标轴都不垂直的直线l交椭圆PQ两点,在x轴上是否存在点S,使得·为定值.
解:(1)若选条件①:由题可知,|AB|=2=2c,
A(-,0),B(,0),C(,),
则解得a=2,b=1,
所以椭圆M的标准方程为+y2=1.
若选条件②:由于圆(x+)2+y2=16的圆心为S,
则S(-,0),半径r=4,
∴C,D都在圆上,则|SC|=|SD|=r=4,
所以△CSD为等腰三角形,
而MT∥SC,则∠MTD=∠SCD=∠MDT,
所以△MDT为等腰三角形,则|MT|=|MD|,
∴|MS|+|MT|=|MS|+|MD|=|SD|=4,
∴|MS|+|MT|=4,其中S(-,0),T(,0),
由椭圆的定义可知,点M的轨迹为以S(-,0),T(,0)为焦点的椭圆,
可得2a=4,c=,所以b2=a2-c2=4-3=1,
所以椭圆M的标准方程为:+y2=1(y≠0).
(2)由题可知,假设x轴上存在点S(m,0),使得·为定值,由于直线l过椭圆M右焦点F(,0),
可设直线l的方程为y=k(x-),
且设P(x1,y1),Q(x2,y2),
由消去y得
(1+4k2)x2-8k2x+12k2-4=0,
∴x1+x2=,x1x2=,
∴y1y2=k(x1-)·k(x2-)
=k2x1x2-k2(x1+x2)+3k2,
∵=(x1-m,y1),=(x2-m,y2),
∴·=(x1-m)(x2-m)+y1y2
=(1+k2)x1x2-(k2+m)(x1+x2)+m2+3k2
=(1+k2)-(k2+m)+m2+3k2
=
=定值,
∴4(-4+m2)=11-8m+4m2,解得m=,
所以在x轴上存在点S(,0),使得·为定值.
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