20.已知抛物线y=4
2
x的交点为椭圆(a>b>0)的右焦点,且椭圆的长轴长
为4,左右顶点分别为A,B,经过椭圆左焦点的直线l与椭圆交于C,D(异于A,B)两点. (1)求椭圆标准方程;
(2)求四边形ADBC的面积的最大值;
(3)若M(x1,y1)N(x2,y2)是椭圆上的两动点,且满x1x2+2y1y2=0,动点P满足
(其中O为坐标原点),是否存在两定点F1,F2使得|PF1|+|PF2|为定值,若存在求出该定值,若不存在说明理由.
考点: 抛物线的简单性质.
专题: 不等式的解法及应用;平面向量及应用;圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析: (1)由已知条件得椭圆中的c=,又由椭圆的长轴为4,由此能求出椭圆方程;
22
(2)设直线l:x=my﹣,代入椭圆方程,得(m+2)y﹣2my﹣2=0,运用韦达定理和四边形ADBC的面积S=S△ABC+S△ABD=|AB|?|y1﹣y2|,化简整理,运用基本不等式即可求得m=0时,取得最大值4;
(3)设P(xP,yP),M(x1,y1),N(x2,y2).由
=
+2
,运用向量的坐标运算,得
+
=1,
由椭圆定义知|PF1|+|PF2|为定值4.
2
解答: 解:(1)由题设知:抛物线y=4x的焦点为(∴椭圆中的c=,又由椭圆的长轴为4,得a=2, 222
∴b=a﹣c=2, ∴椭圆方程为
+
=1.
2
2
,0),
(2)设直线l:x=my﹣,代入椭圆方程,得:(m+2)y﹣2
设C(x1,y1),D(x2,y2),A(﹣2,0),B(2,0), y1+y2=
,y1y2=
,判别式为(2
m)+8(m+2)>0,
2
2
my﹣2=0,
则四边形ADBC的面积S=S△ABC+S△ABD=|AB|?|y1﹣y2|=2
=2==≤=4,
当且仅当=即m=0时,等号成立.
则四边形ADBC的面积的最大值为4.
(3)存在两定点F1,F2使得|PF1|+|PF2|为定值. 设P(xP,yP),M(x1,y1),N(x2,y2). 由
=
+2
,得:
,①
x1x2+2y1y2=0,②
M,N是椭圆上的点,
∴x1+2y1=4,x2+2y2=4,
2222
由①②,得xp+2yP=(x1+2x1)+2(y1+2y2)
2222
=(x1+2y1)+4(x2+2y2), ∴xP+2yP=20,即
2
2
2
2
2
2
+=1,
由椭圆定义知|PF1|+|PF2|为定值4.
点评: 本题考查椭圆方程的求法,考查直线方程的求法,考查两线段长为定值的判断与求法,解题时要认真审题,注意函数与方程思想的合理运用.
21.已知函数f(x)=e﹣e﹣2x. (Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)设g(x)=f(2x)﹣4bf(x),当x>0时,g(x)>0,求b的最大值; (Ⅲ)已知1.4142<<1.4143,估计ln2的近似值(精确到0.001).
考点: 利用导数研究函数的单调性. 专题: 压轴题;导数的综合应用.
分析: 对第(Ⅰ)问,直接求导后,利用基本不等式可达到目的;
对第(Ⅱ)问,先验证g(0)=0,只需说明g(x)在[0+∞)上为增函数即可,从而问题转化为“判断g′(x)>0是否成立”的问题;
对第(Ⅲ)问,根据第(Ⅱ)问的结论,设法利用的近似值,并寻求ln2,于是在b=2及b>2的情况下分别计算
,最后可估计ln2的近似值.
x
﹣x
x
﹣x
解答: 解:(Ⅰ)由f(x)得f′(x)=e+e﹣2
即f′(x)≥0,当且仅当e=e即x=0时,f′(x)=0, ∴函数f(x)在R上为增函数.
x
﹣x
,
(Ⅱ)g(x)=f(2x)﹣4bf(x)=e﹣e﹣4b(e﹣e)+(8b﹣4)x,
2x﹣2xx﹣x
则g′(x)=2[e+e﹣2b(e+e)+(4b﹣2)]
x﹣x2x﹣x
=2[(e+e)﹣2b(e+e)+(4b﹣4)]
x﹣xx﹣x
=2(e+e﹣2)(e+e+2﹣2b).
x﹣xx﹣x
①∵e+e≥2,e+e+2≥4,
∴当2b≤4,即b≤2时,g′(x)≥0,当且仅当x=0时取等号,
2x﹣2xx﹣x
从而g(x)在R上为增函数,而g(0)=0, ∴x>0时,g(x)>0,符合题意. ②当b>2时,若x满足2<e+e<2b﹣2即
x
﹣x
,得
,此时,g′(x)<0,
又由g(0)=0知,当
综合①、②知,b≤2,得b的最大值为2.
(Ⅲ)∵1.4142<x,
<1.4143,根据(Ⅱ)中g(x)=e﹣e
的近似值,故将ln
即.
,
;
,得
>2,当
2x
﹣2x
时,g(x)<0,不符合题意.
﹣4b(e﹣e)+(8b﹣4)
x﹣x
为了凑配ln2,并利用得
代入g(x)的解析式中,
当b=2时,由g(x)>0,得从而令时,
由g(x)<0,得
.
,得
所以ln2的近似值为0.693.
点评: 1.本题三个小题的难度逐步增大,考查了学生对函数单调性深层次的把握能力,对思维的要求较高,属压轴题.
2.从求解过程来看,对导函数解析式的合理变形至关重要,因为这直接影响到对导数符号的判断,是解决本题的一个重要突破口.
3.本题的难点在于如何寻求ln2,关键是根据第(2)问中g(x)的解析式探究b的值,从而获得不等式,这样自然地将不等式放缩为的范围的端点值,达到了估值的目的.
请考生从第22、23、24题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,作答时请写清题号。选修4-1:几何证明选讲
22.如图,P是⊙O外一点,PA是切线,A为切点,割线PBC与⊙O相交于点B,C,PC=2PA,D为PC的中点,AD的延长线交⊙O于点E,证明: (Ⅰ)BE=EC; (Ⅱ)AD?DE=2PB.
2
考点: 与圆有关的比例线段;相似三角形的判定. 专题: 选作题;立体几何.
分析: (Ⅰ)连接OE,OA,证明OE⊥BC,可得E是
的中点,从而BE=EC;
2
(Ⅱ)利用切割线定理证明PD=2PB,PB=BD,结合相交弦定理可得AD?DE=2PB. 解答: 证明:(Ⅰ)连接OE,OA,则∠OAE=∠OEA,∠OAP=90°, ∵PC=2PA,D为PC的中点, ∴PA=PD,
∴∠PAD=∠PDA, ∵∠PDA=∠CDE,
∴∠OEA+∠CDE=∠OAE+∠PAD=90°, ∴OE⊥BC, ∴E是
的中点,
∴BE=EC;
(Ⅱ)∵PA是切线,A为切点,割线PBC与⊙O相交于点B,C, ∴PA=PB?PC, ∵PC=2PA, ∴PA=2PB, ∴PD=2PB, ∴PB=BD,
∴BD?DC=PB?2PB, ∵AD?DE=BD?DC, ∴AD?DE=2PB.
2
2
点评: 本题考查与圆有关的比例线段,考查切割线定理、相交弦定理,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
选修4-4:参数方程选讲
23.在直角坐标系xoy中,曲线C1的参数方程为(α为参数),以原点O为
)=4
.
极点,x轴正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρsin(θ+
(1)求曲线C1的普通方程与曲线C2的直角坐标方程;
(2)设P为曲线C1上的动点,求点P到C2上点的距离的最小值,并求此时点P的坐标.
考点: 简单曲线的极坐标方程. 专题: 坐标系和参数方程.
分析: (1)由条件利用同角三角函数的基本关系把参数方程化为直角坐标方程,利用直角坐标和极坐标的互化公式x=ρcosθ、y=ρsinθ,把极坐标方程化为直角坐标方程. (2)求得椭圆上的点
到直线x+y﹣8=0的距离为
,可得d的最小值,以及此时的α的
值,从而求得点P的坐标. 解答: 解:(1)由曲线C1:
,
即曲线C1的普通方程为:由曲线C2:
. 得:
,
,可得
,两式两边平方相加得:
即ρsinθ+ρcosθ=8,所以x+y﹣8=0, 即曲线C2的直角坐标方程为:x+y﹣8=0.
(2)由(1)知椭圆C1与直线C2无公共点,椭圆上的点
到直线x+y
﹣8=0的距离为∴当
时,d的最小值为
,此时点P的坐标为
,
.
点评: 本题主要考查把参数方程、极坐标方程化为直角坐标方程的方法,点到直线的距离公式的应用,正弦函数的值域,属于基础题.
选修4-5:不等式选讲 24.设函数f(x)=
+
的最大值为M.
(Ⅰ)求实数M的值;
(Ⅱ)求关于x的不等式|x﹣1|+|x+2|≤M的解集.
考点: 二维形式的柯西不等式;绝对值不等式.