点评:本题在四棱锥中证明线面平行、线线垂直.着重考查了三角形中位线定理、空间直线与平面平行的判定定理、直线与平面垂直的判定与性质等知识,属于中档题.
17.如图所示,将一矩形花坛ABCD扩建成一个更大的矩形花坛AMPN,要求M在AB的延长线上,N在AD的延长线上,且对角线MN过C点.已知AB=3米,AD=2米. (I)设AN=x(单位:米),要使花坛AMPN的面积大于32平方米,求x的取值范围; (Ⅱ)若x∈[3,4)(单位:米),则当AM,AN的长度分别是多少时,花坛AMPN的面积最大?并求出最大面积.
考点:函数模型的选择与应用. 专题:应用题.
分析:先由相似性表示AM,建立四边形AMPN的面积模型,(I)解关于x的不等式; (II)先对面积函数模型求导,用导数法求最值.
解答: 解:由于,则AM=
故SAMPN=AN?AM=
(1)由SAMPN>32得
2
>32,
因为x>2,所以3x﹣32x+64>0,即(3x﹣8)(x﹣8)>0 从而
即AN长的取值范围是
(2)令y=,则y′=
因为当x∈[3,4)时,y′<0,所以函数y=在[3,4)上为单调递减函数,
从而当x=3时y=取得最大值,即花坛AMPN的面积最大27平方米,
此时AN=3米,AM=9米 点评:本题主要考查用相似性构建边的关系,建立平面图形面积函数模型及导数法解模求最值的能力.
18.(16分)已知椭圆
的离心率为
,且过点
,记
椭圆的左顶点为A. (1)求椭圆的方程;
(2)设垂直于y轴的直线l交椭圆于B,C两点,试求△ABC面积的最大值;
(3)过点A作两条斜率分别为k1,k2的直线交椭圆于D,E两点,且k1k2=2,求证:直线DE恒过一个定点.
考点:直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程. 专题:综合题;圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析:(1)根据椭圆=1(a>b>0)的离心率为,且过点P(),建立方程,
求出几何量,从而可得椭圆C的方程;
(2)设B(m,n),C(﹣m,n),则S△ABC=×2|m|×|n|=|m|?|n|,利用基本不等式可求△ABC面积的最大值;
(3)设AB、AC的方程,代入椭圆方程可求B、C的坐标,从而可得直线BC的方程,整理并令y=0,即可证得直线BC恒过定点. 解答: (1)解:∵椭圆
的离心率为
,且过点
,
∴,解得,
所以椭圆C的方程为x+2y=1…4分
(2)解:设B(m,n),C(﹣m,n),则S△ABC=×2|m|×|n|=|m|?|n|,…6分 又号…8分 从而S△ABC≤
,即△ABC面积的最大值为
…9分
|m|?|n|,所以|m|?|n|
,当且仅当
时取等
22
(3)证明:因为A(﹣1,0),所以AD:y=k1(x+1),AE:y=k2(x+1), 由
,消去y,得
,解得x=﹣1或
x=,
∴
同理E()
∵k1k2=2,∴
…12分
∴直线DE的方程为,
即y﹣,即
y=
所以2k1y+4y﹣(3x+5)k1=0 则由
2
…14分
,得直线DE恒过定点…16分.
点评:本题考查椭圆的标准方程,考查三角形面积的计算,考查基本不等式的运用,考查直线恒过定点,属于中档题. 19.(16分)已知函数
(1)求证:函数f(x)在点(e,f(e))处的切线横过定点,并求出定点的坐标; (2)若f(x)<f2(x)在区间(1,+∞)上恒成立,求a的取值范围; (3)当
时,求证:在区间(1,+∞)上,满足f1(x)<g(x)<f2(x)恒成立的函
数g(x)有无穷多个.
考点:利用导数研究曲线上某点切线方程;利用导数研究函数的单调性;导数在最大值、最小值问题中的应用. 专题:综合题.
分析:(1)先求出导数处的切线的斜率为(2)先令
,根据导数的几何意义得出f(x)在点(e,f(e))
,从而写出切线方程得出切线恒过定点;
<0,对x∈(1,+∞)
恒成立,
利用导数求出p(x)在区间(1,+∞)上是减函数,从而得出:要使p(x)<0在此区间上恒成立,只须满足(3)当记
时,
,由此解得a的范围即可.
.
.利用导数研究它的单调性,
得出y=f2(x)﹣f1(x)在(1,+∞)上为增函数,最后得到满足f1(x)<g(x)<f2(x)恒成立的函数g(x)有无穷多个. 解答: 解:(1)因为为
,
,
.
<0,对x∈(1,+∞)恒
,所以f(x)在点(e,f(e))处的切线的斜率
所以f(x)在点(e,f(e))处的切线方程为整理得(2)令成立,
,所以切线恒过定点
因为
(*)
令p'(x)=0,得极值点x1=1,①当
时,有x2>x1=1,即
,
时,在(x2,+∞)上有p'(x)>0,
此时p(x)在区间(x2,+∞)上是增函数,并且在该区间上有p(x)∈(p(x2),+∞),不合题意;
②当a≥1时,有x2<x1=1,同理可知,p(x)在区间(1,+∞)上,有p(x)∈(p(1),+∞),也不合题意; ③当
时,有2a﹣1≤0,此时在区间(1,+∞)上恒有p'(x)<0,
从而p(x)在区间(1,+∞)上是减函数; 要使p(x)<0在此区间上恒成立,只须满足所以
.
.
.
,
综上可知a的范围是(3)当记
时,
因为所以
,所以y=f2(x)﹣f1(x)在(1,+∞)上为增函数,
,设
,则f1(x)<R(x)<f2(x),
所以在区间(1,+∞)上,满足f1(x)<g(x)<f2(x)恒成立的函数g(x)有无穷多个. 点评:本题主要考查利用导数研究曲线上某点切线方程、导函数的正负与原函数的单调性之间的关系等,注意应用导数的性质:当导函数大于0时原函数单调递增,当导函数小于0时原函数单调递减.
20.(16分)已知数列{an}是首项数t∈N,数列{cn}满足cn=anbn. (1)求证:{bn}是等差数列;
*
,公比
的等比数列,设bn+15log3an=t,常