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1、2022高考數(shù)學”一本“培養(yǎng)優(yōu)選練 壓軸大題搶分練2 文
1.已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點為F,拋物線C上存在一點E(2,t)到焦點F的距離等于3.
(1)求拋物線C的方程;
(2)過點K(-1,0)的直線l與拋物線C相交于A,B兩點(A,B兩點在x軸上方),點A關于x軸的對稱點為D,且FA⊥FB,求△ABD的外接圓的方程.
[解] (1)拋物線的準線方程為x=-,
所以點E(2,t)到焦點F的距離為2+=3,
解得p=2.
所以拋物線C的方程為y2=4x.
(2)法一:設直線l的方程為x=my-1(m>0).
將x=my-1代入y2=4x并整理得y2-4my+
2、4=0.
由Δ=(-4m)2-16>0,解得m>1.
設A(x1,y1),B(x2,y2),則D(x1,-y1),
y1+y2=4m,y1y2=4,
所以·=(x1-1)(x2-1)+y1y2=(1+m2)y1y2-2m(y1+y2)+4=8-4m2,
因為FA⊥FB,所以·=0,
即8-4m2=0,結合m>0,解得m=.
所以直線l的方程為x-y+1=0.
設AB的中點坐標為(x0,y0),
則y0==2m=2,x0=my0-1=3,
所以線段AB的垂直平分線方程為y-2=-(x-3).
因為線段AD的垂直平分線方程為y=0,
所以△ABD的外接圓圓心坐標為(5,0)
3、.
因為圓心(5,0)到直線l的距離d=2,
且|AB|==4,
所以圓的半徑r==2.
所以△ABD的外接圓的方程為(x-5)2+y2=24.
法二:依題意可設直線l:y=k(x+1)(k>0).
將直線l與拋物線C的方程聯(lián)立并整理得k2x2+(2k2-4)x+k2=0.
由Δ=(2k2-4)2-4k4>0,結合k>0,得0<k<1.
設A(x1,y1),B(x2,y2),
則x1+x2=-2+,x1x2=1.
所以y1y2=k2(x1x2+x1+x2+1)=4.
所以·=x1x2-(x1+x2)+1+y1y2=8-,
因為FA⊥FB,所以·=0,
所以8-=0,又
4、k>0,解得k=.
以下同法一.
2.已知動點M(x,y)滿足:+=2.
(1)求動點M的軌跡E的方程;
(2)設A,B是軌跡E上的兩個動點,線段AB的中點N在直線l:x=-上,線段AB的中垂線與E交于P,Q兩點,是否存在點N,使以PQ為直徑的圓經(jīng)過點(1,0),若存在,求出N點坐標,若不存在,請說明理由.
[解] (1)由+=2知,動點M到定點(-1,0)和(1,0)的距離之和等于2,根據(jù)橢圓的定義知,動點M的軌跡是以定點(-1,0)和(1,0)為焦點的橢圓,且a=,c=1,故b=1,因此橢圓方程為+y2=1.
(2)當直線AB垂直于x軸時,直線AB方程為x=-,
此時P(-,
5、0),Q(,0),·=-1,不合題意;
當直線AB不垂直于x軸時,設存在點N(m≠0)點,直線AB的斜率為k,
A(x1,y1),B(x2,y2),由得:(x1+x2)+2(y1+y2)·=0,
則-1+4mk=0,
故k=,此時,直線PQ斜率為k1=-4m,
PQ的直線方程為y-m=-4m,即y=-4mx-m,
聯(lián)立消去y,整理得:(32m2+1)x2+16m2x+2m2-2=0,
所以x1+x2=-,x1·x2=,
由題意·=0,于是
·=(x1-1)(x2-1)+y1y2=x1·x2-(x1+x2)+1+(4mx1+m)(4mx2+m)
=(1+16m2)x1·x2+
6、(4m2-1)(x1+x2)+1+m2
=++1+m2==0,
∴m=±,因為N在橢圓內(nèi),∴m2<,
∴m=±符合條件,
綜上所述,存在兩點N符合條件,坐標為N-,±.
3.設函數(shù)f(x)=ln x-x+1.
(1)討論f(x)的單調(diào)性;
(2)證明當x∈(1,+∞)時,1<<x;
(3)設c>1,證明當x∈(0,1)時,1+(c-1)x>cx.
[解] (1)由題設,f(x)的定義域為(0,+∞),f′(x)=-1,令f′(x)=0解得x=1.
當0<x<1時,f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增;
當x>1時,f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減.
(2)由(1)知f(x)
7、在x=1處取得最大值,最大值為f(1)=0.
所以當x≠1時,ln x<x-1.
故當x∈(1,+∞)時,ln x<x-1,ln<-1,即1<<x.
(3)由題設c>1,設g(x)=1+(c-1)x-cx,則g′(x)=c-1-cxln c,令g′(x)=0,
解得x0=.
當x<x0時,g′(x)>0,g(x)單調(diào)遞增;
當x>x0時,g′(x)<0,g(x)單調(diào)遞減.
由(2)知1<<c,故0<x0<1.
又g(0)=g(1)=0,故當0<x<1時,g(x)>0.
所以當x∈(0,1)時,1+(c-1)x>cx.
4.已知函數(shù)f(x)=x(ln x-ax)(a∈R).
8、
(1)若a=1,求函數(shù)f(x)的圖象在點(1,f(1))處的切線方程;
(2)若函數(shù)f(x)有兩個極值點x1,x2,且x1<x2,求證:
f(x2)>-.
[解] (1)由已知條件,f(x)=x(ln x-x),當x=1時,f(x)=-1,
f′(x)=ln x+1-2x,當x=1時,f′(x)=-1,所以所求切線方程為x+y=0.
(2)由已知條件可得f′(x)=ln x+1-2ax有兩個相異實根x1,x2,
令f′(x)=h(x),則h′(x)=-2a(x>0),
①若a≤0,則h′(x)>0,h(x)單調(diào)遞增,f′(x)不可能有兩根;
②若a>0,
令h′(x)=0得x=,可知h(x)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
令f′>0解得0<a<,
由<有f′=-<0,
由>有f′=-2ln a+1-<0,
從而0<a<時函數(shù)f(x)有兩個極值點,
當x變化時,f′(x),f(x)的變化情況如下表
x
(0,x1)
x1
(x1,x2)
x2
(x2,+∞)
f′(x)
-
0
+
0
-
f(x)
f(x1)
f(x2)
因為f′(1)=1-2a>0,所以x1<1<x2,f(x)在區(qū)間[1,x2]上單調(diào)遞增,
∴f(x2)>f(1)=-a>-.