(3)用导数求最值,可证得f(xn)?f(yn)?f(?1)?f(1)?5.(本小题满分13分)
4.……15分 3x2y2设M是椭圆C:??1上的一点,P、Q、T分别为M关于y轴、原点、x轴的对称点,N为椭圆C上异
124于M的另一点,且MN⊥MQ,QN与PT的交点为E,当M沿椭圆C运动时,求动点E的轨迹方程.
解:设点的坐标M(x1,y1),N(x2,y2)(x1y1?0),E(x,y),
则P(?x1,y1),Q(?x1,?y1),T(x1,?y1),……1分
?x12???12 ?2?x2???12y12?1,????(1)4………………………………………………………3分 2y2?1.????(2)4 由(1)-(2)可得kMN?kQN??.………………………………6分 又MN⊥MQ,kMN?kMQ??1,kMN??13x1y,所以kQN?1. y13x1 直线QN的方程为y?y1x(x?x1)?y1,又直线PT的方程为y??1x.……10分 3x1y1 从而得x?11x1,y??y1.所以x1?2x,y1??2y. 22x2?y2?1(xy?0),此即为所求的轨迹方程.………………13分 代入(1)可得36.(本小题满分12分)
过抛物线x?4y上不同两点A、B分别作抛物线的切线相交于P点,PA?PB?0. (1)求点P的轨迹方程;
(2)已知点F(0,1),是否存在实数?使得FA?FB??(FP)?0?若存在,求出?的值,若不存在,请说明理由.
2x12x2解法(一):(1)设A(x1,),B(x2,),(x1?x2)
4422'由x?4y,得:y?2x 2?kPA?x1x,kPB?2 22?PA?PB?0,?PA?PB,?x1x2??4………………………………3分
x12x1x1xx12直线PA的方程是:y??(x?x1)即y?? ①
42242x2xx2同理,直线PB的方程是:y?? ②
24x1?x2?x??2由①②得:?(x1,x2?R) x1x2?y???1,4?∴点P的轨迹方程是y??1(x?R).……………………………………6分
2x12x2x?x(2)由(1)得:FA?(x1,?1),FB?(x2,?1),P(12,?1)
442FP?(x1?x2,?2),x1x2??4 222x12x2x12?x2 …………………………10分 FA?FB?x1x2?(?1)(?1)??2?4442(x1?x2)2x12?x2(FP)??4??2
442所以FA?FB?(FP)?0
故存在?=1使得FA?FB??(FP)?0…………………………………………12分 解法(二):(1)∵直线PA、PB与抛物线相切,且PA?PB?0, ∴直线PA、PB的斜率均存在且不为0,且PA?PB, 设PA的直线方程是y?kx?m(k,m?R,k?0)
22?y?kx?m2由?2得:x?4kx?4m?0 ?x?4y???16k2?16m?0即m??k2…………………………3分
即直线PA的方程是:y?kx?k 同理可得直线PB的方程是:y??211x?2 kk1?y?kx?k2???x?k??R由? 11得:?ky??x????y??1kk2?故点P的轨迹方程是y??1(x?R).……………………………………6分
(2)由(1)得:A(2k,k2),B(?211,2),P(k?,?1) kkk21FA?(2k,k2?1),FB?(?,2?1)
kk1FP?(k?,?2)
k11FA?FB??4?(k2?1)(2?1)??2?(k2?2)………………………………10分
kk11(FP)2?(?k)2?4?2?(k2?2)
kk故存在?=1使得FA?FB??(FP)?0…………………………………………12分 7.(本小题满分14分)
设函数f(x)?21?x?lnx在[1,??)上是增函数. ax1a?ba?b?ln?. a?bbb(1) 求正实数a的取值范围; (2) 设b?0,a?1,求证:解:(1)f(x)?'ax?1?0对x?[1,??)恒成立, 2ax?a?又
1对x?[1,??)恒成立 x1?1 ?a?1为所求.…………………………4分 xa?ba?b(2)取x?,?a?1,b?0,??1,
bb1?x一方面,由(1)知f(x)??lnx在[1,??)上是增函数,
axa?b?f()?f(1)?0
ba?b1?b?lna?b?0 ?a?bba?ba?b1即ln……………………………………8分 ?ba?b另一方面,设函数G(x)?x?lnx(x?1)
G'(x)?1?1x?1??0(?x?1) xx∴G(x)在(1,??)上是增函数且在x?x0处连续,又G(1)?1?0 ∴当x?1时,G(x)?G(1)?0
a?ba?b ?lnbb1a?ba?b综上所述,?ln?.………………………………………………14分
a?bbb∴x?lnx 即
8.(本小题满分12分)
如图,直角坐标系xOy中,一直角三角形ABC,?C?90,
?yAB、C在
的周长
xx轴上且关于原点O对称,D在边BC上,BD?3DC,!ABC为12.若一双曲线E以B、C为焦点,且经过A、D两点.
(1) 求双曲线E的方程;
(2) 若一过点P(m,0)(m为非零常数)的直线l与双曲线E????????不同于双曲线顶点的两点M、N,且MP??PN,问
BODC相交于在x轴
?????????????上是否存在定点G,使BC?(GM??GN)?若存在,求出所有这样定点G的坐标;若不存在,请说明理
由.
x2y2解:(1) 设双曲线E的方程为2?2?1(a?0,b?0),
abyA则B(?c,0),D(a,0),C(c,0).
由BD?3DC,得c?a?3(c?a),即c?2a. ?|AB|?|AC|?16a,?∴?|AB|?|AC|?12?4a, ?|AB|?|AC|?2a.?222BODCx (3分)
解之得a?1,∴c?2,b?3.
y2∴双曲线E的方程为x?(5分) ?1.
3?????????????(2) 设在x轴上存在定点G(t,0),使BC?(GM??GN).
2y设直线l的方程为x?m?ky,M(x1,y1),N(x2,y2). ????????由MP??PN,得y1??y2?0.
y即???1
y2????∵BC?(4,0),
BGO ① (6分)
CPNxM?????????GM??GN?(x1?t??x2??t,y1??y2), ?????????????∴BC?(GM??GN)?x1?t??(x2?t).
即ky1?m?t??(ky2?m?t). ② 把①代入②,得
2ky1y2?(m?t)(y1?y2)?0
(8分)
③ (9分)
y2把x?m?ky代入x??1并整理得
32(3k2?1)y2?6kmy?3(m2?1)?0
其中3k2?1?0且??0,即k2?1且3k2?m2?1. 3?6km3(m2?1) y1?y2?2. ,yy1?23k?13k2?1 (10分)
代入③,得
6k(m2?1)6km(m?t) ??0,
3k2?13k2?1化简得 kmt?k. 当t?1时,上式恒成立. m?????????????1因此,在x轴上存在定点G(,0),使BC?(GM??GN).
m (12分)
9.(本小题满分14分)
已知数列?an?各项均不为0,其前n项和为Sn,且对任意n?N*都有(1?p)Sn?p?pan(p为大于1的常数),
2n1?C1na1?Cna2???Cnan记f(n)?.
2nSn(1) 求an;
(2) 试比较f(n?1)与
p?1; f(n)的大小(n?N*)
2p2n?1p?1??p?1???1??(n?N*). ??,p?1?2p?????(3) 求证:(2n?1)f(n)剟f(1)?f(2)???f(2n?1)解:(1) ∵(1?p)Sn?p?pan,
①
②
∴(1?p)Sn?1?p?pan?1. ②-①,得
(1?p)an?1??pan?1?pan,
即an?1?pan.
(3分)
在①中令n?1,可得a1?p.
∴?an?是首项为a1?p,公比为p的等比数列,an?pn. p(1?pn)p(pn?1)(2) 由(1)可得Sn?. ?1?pp?12n122nnnn1?C1na1?Cna2???Cnan?1?pCn?pCn???Cnp?(1?p)?(p?1).
(4分)