?则f2??y?????1???a,由f2?(y)?0,得y?1. 2y?32??y当y?(0,1)时,f2?(y)?0,f2(y)在(0,1)内是减函数; 当y??1,?时,f2?(y)?0,f2(y)在?1,?内是增函数.
?4??4??5??5?故当y?1,即AE?1(km)时总造价f2(y)最小,且最小总造价为(III)解法一:不存在这样的点D?,E?.
6716a万元.
事实上,在AB上任取不同的两点D?,E?.为使总造价最小,E显然不能位于D? 与B之间.故可设E?位于D?与A之间,且BD?=x1(km),AE??y1(km),0≤x1?y2≤总造价为S万元,则S??x12??x1?232,
?x12?32y1?3?2y12?11?、(II)讨论知,?a.类似于(I)
4?14x12≥?116,y1?3?2y12≥14,当且仅当x1?,y1?1同时成立时,上述两个不
6716a,点D?,E?分
等式等号同时成立,此时BD??(km),AE?1(km),S取得最小值
别与点D,E重合,所以不存在这样的点 D?,E?,使沿折线PD?E?O修建公路的总造价小于(II)中得到的最小总造价. 解法二:同解法一得S??x12??2?x12?y1?3?2y12?11??a 4?1?1???x1??a?4?4?≥14?23(2?3???y1?3?y1?22??2432y1?3?y1?a?a
??16?y1?3?y1)(142y1?3?y1)?a?4316a?6716a. 14,y1?1同时成立时,S取得
当且仅当x1?最小值
6716且3(y1?3?y1)(y1?3?y1),即x1?a,以上同解法一.
(湖北理)
已知定义在正实数集上的函数f(x)?122x?2ax,g(x)?3alnx?b,其中a?0.设两2曲线y?f(x),y?g(x)有公共点,且在该点处的切线相同. (I)用a表示b,并求b的最大值;
(II)求证:f(x)≥g(x)(x?0).
本小题主要考查函数、不等式和导数的应用等知识,考查综合运用数学知识解决问题的能力. 解:(Ⅰ)设y?f(x)与y?g(x)(x?0)在公共点(x0,y0)处的切线相同.
3ax2∵f?(x)?x?2a,g?(x)?,由题意f(x0)?g(x0),f?(x0)?g?(x0).
?122x?2ax?3alnx0?b,02?203a?即?由x0?2a?得:x0?a,或x0??3a(舍去). 23ax0?x?2a?,0?x0?即有b?令h(t)?1252a?2a?3alna?2222252a?3alna.
22t?3tlnt(t?0),则h?(t)?2t(1?3lnt).于是
1当t(1?3lnt)?0,即0?t?e3时,h?(t)?0;
1当t(1?3lnt)?0,即t?e3时,h?(t)?0.
1?故h(t)在?0,e3???1?3e,?∞为增函数,在???为减函数,
???2?1?3于是h(t)在(0,?∞)的最大值为h?e3??e3.
??2(Ⅱ)设F(x)?f(x)?g(x)?3ax212x?2ax?3alnx?b(x?0),
22则F?(x)?x?2a??(x?a)(x?3a)x(x?0).
故F(x)在(0,a)为减函数,在(a,?∞)为增函数,
于是函数F(x)在(0,?∞)上的最小值是F(a)?F(x0)?f(x0)?g(x0)?0. 故当x?0时,有f(x)?g(x)≥0,即当x?0时,f(x)≥g(x). (广东理)
如图6所示,等腰三角形△ABC的底边AB=66,高CD=3,点E是线段BD上异于B、D的动点,点F在BC边上,且EF⊥AB,现沿EF将△BEF折起到△PEF的位置,使PE⊥AE,记BE=x,V(x)表示四棱锥P-ACEF的体积。
(1)求V(x)的表达式;
(2)当x为何值时,V(x)取得最大值?
(3)当V(x)取得最大值时,求异面直线AC与PF所成角的余弦值。
(1)由折起的过程可知,PE⊥平面ABC,S?ABC?96,S?BEFV(x)=63x(9?112x)(0?x?362PACDEBF图6x2?54?S?BDC?612x2
)
(2)V'(x)?63(9?14x)2,所以x?(0,6)时,v'(x)?0 ,V(x)单调递增;6?x?36时
v'(x)?0 ,V(x)单调递减;因此x=6时,V(x)取得最大值126;
BMAB?BFBC?BEBD?BE12AB,MB?2BE?12(3)过F作MF//AC交AD与M,则,PM=62,
MF?BF?PF?636BC?6354?9?42,
2在△PFM中, (广东理)
cos?PFM?84?7242?27,∴异面直线AC与PF所成角的余弦值为;
7?,?是方程f(x)=0的两个根(???),f'(x)是f(x)的导数;已知函数f(x)?x2?x?1,设a1?1,
an?1?an?f(an)f'(an)(n=1,2,??)
(1)求?,?的值;
(2)证明:对任意的正整数n,都有an>a; (3)记bn?lnan??an?a(n=1,2,??),求数列{bn}的前n项和Sn。
解析:(1)∵f(x)?x2?x?1,?,?是方程f(x)=0的两个根(???), ∴???1?25,???1?25;
1a?an?12an?12n (2)f'(x)?2x?1,an?1?an??an?2an(2an?1)?142an?1(2an?1)?54
5=
14(2an?1)?42an?1?12,∵a1?1,∴有基本不等式可知a2?0同,样a3???5?125?12?0(当且仅当a1?5?12时取等号),∴a2 (3)an?1???5?125?12an??,??,an(an?1??)???(n=1,2,??), ,即?3?53?5?an???(an??)(an??)2an?12an?12,而?????1?1???,
?52an?1???(an??)2an?12,同理an?1??5?(an??)2an?1,bn?1?2bn,又b1?ln1??1???ln2l?n3
Sn?2(2?1)lnn3?2 (福建理)
已知函数f(x)?ex?kx,x?R
(Ⅰ)若k?e,试确定函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若k?0,且对于任意x?R,f(x)?0恒成立,试确定实数k的取值范围;
n(Ⅲ)设函数F(x)?f(x)?f(?x),求证:F(1)F(2)?F(n)?(en?1?2)2(n?N).
?本小题主要考查函数的单调性、极值、导数、不等式等基本知识,考查运用导数研究函数性质的方法,考查分类讨论、化归以及数形结合等数学思想方法,考查分析问题、解决问题的能力.满分14分.
x解:(Ⅰ)由k?e得f(x)?e?ex,所以f?(x)?ex?e.
由f?(x)?0得x?1,故f(x)的单调递增区间是(1,??), 由f?(x)?0得x?1,故f(x)的单调递减区间是(??,1). (Ⅱ)由f(?x)?f(x)可知f(x)是偶函数.
于是f(x)?0对任意x?R成立等价于f(x)?0对任意x≥0成立.
x由f?(x)?e?k?0得x?lnk.
x①当k?(0,1]时,f?(x)?e?k?1?k≥0(x?0).
此时f(x)在[0,??)上单调递增. 故f(x)≥f(0)?1?0,符合题意.
②当k?(1,??)时,lnk?0.
当x变化时f?(x),f(x)的变化情况如下表:
x f?(x) f(x) (0,lnk) ? lnk (lnk,??) 0 ? 单调递减 极小值 单调递增 由此可得,在[0,??)上,f(x)≥f(lnk)?k?klnk.
?1?k?e. 依题意,k?klnk?0,又k?1,综合①,②得,实数k的取值范围是0?k?e. (Ⅲ)?F(x)?f(x)?f(?x)?ex?e?x,
?F(x1)F(x2)?e?F(1)F(n)?en?1x1?x2?e?(x1?x2)?ex1?x2?e?x1?x2?ex1?x2?e?(x1?x2)?2?ex1?x2?2,
?2,
n?1F(2)F(n?1)?e?2 ??F(n)F(1)?en?1
?2.由此得,[F(1)F(2)?F(n)]2?[F(1)F(n)][F(2)F(n?1)]?[F(n)F(1)]?(en?1?2)n
n故F(1)F(2)?F(n)?(e(北京理)
n?1??2)2,n?N.
如图,有一块半椭圆形钢板,其半轴长为2r,短半轴长为r,计划将此钢板切割成等腰梯形的形状,下底AB是半椭圆的短轴,上底CD的端点在椭圆上,记CD?2x,梯形面积为S.
(I)求面积S以x为自变量的函数式,并写出其定义域; (II)求面积S的最大值.
D C 4r A 2r B 解:(I)依题意,以AB的中点O为原点建立直角坐标系O?xy(如图),则点C的横坐标为x.