意知:MF?MN即动点M到定点F与定直线x???pp2的距离相等,由抛物线的定义知,点M的轨迹
为抛物线,其中F?p?2,0?为焦点,x??为准线,所以轨迹方程为y?2px(P?0);
2?2?(II)如图,设A?x1,y1?,B?x2,y2?,由题意得x1?x2(否则?????)且x1,x2?0所以直线AB的斜率存在,设其方程为y?kx?b,显然x1?y122p,x2?2pky222p,将y?kx?b与y2?2px(P?0)联立消去x,
2pbk得ky2?2py?2pb?0由韦达定理知y1?y2?(1)当???2,y1?y2?①
y1y24p222时,即????2pbk?2时,tan??tan??1所以
2y1x1?y2x2?1,x1x2?y1y2?0,?y1y2?0所
以y1y2?4p2由①知:
?4p所以b?2pk.因此直线AB的方程可表示为y?kx?2Pk,即
所以直线AB恒过定点??2p,0? k(x?2P)?y?0(2)当???2时,由?????,得tan??tan(???)=
tan??tan?1?tan?tan?=
2p(y1?y2)y1y2?4p2将①式代入上式整理化简可得:tan??2pb?2pk,所以b?2ptan??2pk,
此时,直线AB的方程可表示为y?kx?2p???2pk即k(x?2p)??y???0 tan?tan???2p所以直线AB恒过定点??2p,??2p?? tan??所以由(1)(2)知,当??5.(本小题满分12分)
?2时,直线AB恒过定点??2p,0?,当???2时直线AB恒过定点??2p,??2p??. tan??已知椭圆C1的方程为
x24?y2?1,双曲线C2的左、右焦点分别为C1的左、右顶点,而C2的左、
右顶点分别是C1的左、右焦点. (Ⅰ)求双曲线C2的方程;
(Ⅱ)若直线l:y?kx?2与椭圆C1及双曲线C2都恒有两个不同的交点,且l与C2的两个交点A
和B满足OA?OB?6(其中O为原点),求k的取值范围.
22解:(Ⅰ)设双曲线C2的方程为x?y?1,则a2?4?1?3,再由a2?b2?c2得b2?1.
22ab故C2的方程为
x23?y2?1.
(II)将y?kx?2代入x24?y2?1得(1?4k)x?82kx?4?0.
22由直线l与椭圆C1恒有两个不同的交点得
?1?(82)k22?16(1?4k)?16(4k22?1)?0,
即 k2?14. ①
将y?kx?2代入x23?y2?1得(1?3k)x?62kx?9?0.
22由直线l与双曲线C2恒有两个不同的交点A,B得
2??1?3k?0,?222???2?(?62k)?36(1?3k)?36(1?k)?0.
122即k?且k?1.3设A(xA,yA),B(xB,yB),则xA?xB?由OA?OB?6得xAxB?yAyB?6,而xAxB?yAyB?xAxB?(kxA??(k262k1?3k2,xA?xB??91?3k2
2)2)(kxB??1)xAxB??91?3k22k(xA?xB)?2?2k?62k1?3k2 ?(k?1)??3k3k222?2
?7?1.22于是3k3k131522?7?12?6,即1315k3k?13?1?0.解此不等式得
k2?或k?. ③
由①、②、③得
14?k2?13或1315?k2?1.
故k的取值范围为(?1,?6.(本小题满分12分)
1315)?(?33,?12)?(12,33)?(1315,1)
数列{an}满足a1?1且an?1?(1?1n?n2)an?12n(n?1).
(Ⅰ)用数学归纳法证明:an?2(n?2);
(Ⅱ)已知不等式ln(1?x)?x对x?0成立,证明:an?e2(n?1),其中无理数e=2.71828…. (Ⅰ)证明:(1)当n=2时,a2?2?2,不等式成立. (2)假设当n?k(k?2)时不等式成立,即ak?2(k?2),
那么ak?1?(1?1k(k?1))ak?12k?2. 这就是说,当n?k?1时不等式成立.
根据(1)、(2)可知:ak?2对所有n?2成立. (Ⅱ)证法一:
由递推公式及(Ⅰ)的结论有 an?1?(1?1n?n2)an?12n?(1?1n?n2?12n)an.(n?1)
两边取对数并利用已知不等式得 lnan?1?ln(1??lnan?1n?n21n?n2?12n)?lnan
?12n. 故lnan?1?lnan?1n(n?1)?12n (n?1).
上式从1到n?1求和可得 lnan?lna1?11?2?12?3???1(n?1)n1??1??112?122???12n?1
?1?12?(12?13)???1n?1?1n?12n2?1?1?1?1?2.
n1n222即lnan?2,故an?e(n?1).
(Ⅱ)证法二:
由数学归纳法易证2?n(n?1)对n?2成立,故
1n?n2nan?1?(1?)an?12n?(1?1n(n?1)an?1n(n?1)(n?2).
令bn?an?1(n?2),则bn?1?(1?1n(n?1))bn(n?2).
取对数并利用已知不等式得 lnbn?1?ln(1?1n(n?1)1n(n?1))?lnbn
?lnbn?(n?2).
上式从2到n求和得 lnbn?1?lnb2?11?2?12?3???1n(n?1)
?1?12?12?13???1n?1?1n?1.
(n?2).
因b2?a2?1?3.故lnbn?1?1?ln3,bn?1?e1?ln3?3e故an?1?3e?1?e2,n?2,又显然a1?e2,a2?e2,故an?e2对一切n?1成立. 7.(本小题满分12分)
已知数列{an}的各项都是正数,且满足:a0?1,an?1?12an,(4?an),n?N.
(1)证明an?an?1?2,n?N; (2)求数列{an}的通项公式an. 解:(1)方法一 用数学归纳法证明:
1°当n=1时,a0?1,a1?12a0(4?a0)?32,
∴a0?a1?2,命题正确. 2°假设n=k时有ak?1?ak?2. 则n?k?1时,ak?ak?1?1212ak?1(4?ak?1)?12ak(4?ak)
?2(ak?1?ak)?(ak?1?ak)(ak?1?ak)
?12
(ak?1?ak)(4?ak?1?ak).而ak?1?ak?0.又ak?1?12ak(4?ak)?4?ak?1?ak?0,12[4?(ak?2)]?2.
2?ak?ak?1?0.
∴n?k?1时命题正确.
由1°、2°知,对一切n∈N时有an?an?1?2. 方法二:用数学归纳法证明:
1°当n=1时,a0?1,a1?12a0(4?a0)?32,∴0?a0?a1?2;
2°假设n=k时有ak?1?ak?2成立, 令f(x)?12x(4?x),f(x)在[0,2]上单调递增,所以由假设
12ak?1(4?ak?1)?12ak(4?ak)?12?2?(4?2),
有:f(ak?1)?f(ak)?f(2),即
也即当n=k+1时 ak?ak?1?2成立,所以对一切n?N,有ak?ak?1?2 (2)下面来求数列的通项:an?1?12an(4?an)?12[?(an?2)?4],所以
22(an?1?2)??(an?2)
令bn?an?2,则bn??12bn?1??n2212(?12bn?2)22??1122211?2???2n?12n?()bn?1????()bn, 222又bn=-1,所以bn??()221?112n?1 ,即an?2?bn?2?()2