(Ⅱ)利用“错位相减法”、等比数列的通项公式即可得出. 【解答】解:(Ⅰ)由a1=2,an+1=Sn+2(n∈N*),① an=Sn﹣1+2(n≥2),②… ①﹣②,得
(n≥2).…
又由a2=S1+2=4,得
.…
所以
(n≥1),数列{an}是以2为首项,2为公比的等比数列,故
,③
.…
(Ⅱ)由(Ⅰ),得
2Tn=1×22+2×33+3×24+…+n×2n+1,④… ③﹣④,得所以
.…
.…
20.某化工厂拟建一个下部为圆柱,上部为半球的容器(如图,圆柱高为h,半径为r,不计厚度,单位:米),按计划容积为72π立方米,且h≥2r,假设其建造费用仅与表面积有关(圆柱底部不计),已知圆柱部分每平方米的费用为2千元,半球部分每平方米4千元,设该容器的建造费用为y千元. (Ⅰ)求y关于r的函数关系,并求其定义域; (Ⅱ)求建造费用最小时的r.
【考点】函数模型的选择与应用.
【分析】(Ⅰ)利用容积为72π立方米,列出
,然后求解建造费用的函数解析式.
,得到
(Ⅱ)利用导函数,判断单调性求解最值即可. 【解答】(本小题满分12分) 解:(Ⅰ)由容积为72π立方米,得
,解得0<r≤3,…
又圆柱的侧面积为半球的表面积为2πr2, 所以建造费用(Ⅱ)
又0<r≤3,所以y'≤0,所以建造费用
,定义域为(0,3].…
,…
,
,
.…
在定义域(0,3]上单调递减,所以当r=3时建造费用最小.…
21.在平面直角坐标系xOy中,已知圆M:(x+1)2+y2=
的圆心为M,圆N:(x
﹣1)2+y2=的圆心为N,一动圆C与圆M内切,与圆N外切. (Ⅰ)求动圆C的轨迹方程;
(Ⅱ)过点(1,0)的直线l与椭圆C交于A,B两点,若的方程.
【考点】直线与椭圆的位置关系;椭圆的标准方程.
【分析】(Ⅰ)设动圆P的半径为r,推出|PM|+PN|=4>|MN|,由椭圆定义知,点P的轨迹是以M、N为焦点,焦距为2,实轴长为4的椭圆,然后求解方程. (Ⅱ)当直线的斜率不存在时,直线l的方程为x=1,求出数量积.当直线的斜率
=﹣2,求直线l
y1)By2)存在时,设直线l的方程为y=k(x﹣1),设A(x1,,(x2,,联立联立消去y,利用韦达定理转化求解数量积,求出斜率,即可得到直线l的方程. 【解答】(本小题满分12分)
解:(Ⅰ)设动圆P的半径为r,则|PM|=﹣r,|PN|=r+. 两式相加,得|PM|+PN|=4>|MN|,…
由椭圆定义知,点P的轨迹是以M、N为焦点,焦距为2,实轴长为4的椭圆, 所以椭圆C的方程是
.…
(Ⅱ)当直线的斜率不存在时,直线l的方程为x=1, 则
,
,
,…
当直线的斜率存在时,设直线l的方程为y=k(x﹣1), 设A(x1,y1),B(x2,y2), 联立
消去y,得(3+4k2)x2﹣8k2x+4k2﹣12=0,
则有,,…
=
=.…
由已知,得故直线l的方程为
,解得
.…
.
22.已知函数f(x)=(x+1)2﹣alnx. (Ⅰ)讨论函数的单调性;
(Ⅱ)若函数f(x)在区间(0,+∞)内任取两个不相等的实数x1,x2,不等式
恒成立,求a的取值范围.
【考点】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. 【分析】(Ⅰ)求出函数的定义域,导函数,①当a≤0时,②当a>0时,判断导
函数的符号,推出函数的单调性.
(Ⅱ)不妨令x1>x2,则x1+1>x2+1,x∈(0,+∞),则x+1∈(1,+∞),不等式
函数g(x)=f(x)﹣x, 利用函数的导数值求解即可.
【解答】(本小题满分12分) 解:(Ⅰ)函数的定义域为x>0,
,…
利用函数的单调性与最
,推出f(x1+1)﹣(x1+1)>f(x2+1)﹣(x2+1),设
f'… ①当a≤0时,(x)>0在x>0上恒成立,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增.②当a>0时,方程2x2+2x﹣a=0有一正根一负根,在(0,+∞)上的根为
,
所以函数f(x)在
上单调递减,在
上单调递增.
综上,当a≤0时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增, 当a>0时,函数f(x)在单调递增.…
(Ⅱ)不妨令x1>x2,则x1+1>x2+1,x∈(0,+∞),则x+1∈(1,+∞), 由
上单调递减,在上
f(x1+1)﹣f(x2+1)>(x1+1)﹣(x2+1)?f(x1+1)﹣(x1+1)>f(x2+1)﹣(x2+1)…
设函数g(x)=f(x)﹣x,
则函数g(x)=f(x)﹣x是在(1,+∞)上的增函数,所以
,…
又函数g(x)=f(x)﹣x是在(1,+∞)上的增函数,
只要在(1,+∞)上2x2+x≥a恒成立,y=2x2+x,在(1,+∞)上y>3,所以a≤
3.…