要存在整数m,使对任意n∈N+,不等式Tn≤m恒成立,即(Tn)max≤m, 由{}单调递减可知当n=1时,Tn取最大值1,即m=1.
20.已知椭圆C:
+
=1(a>b>0)的左焦点F1与抛物线y2=﹣4
x的焦点重合,
过点F1的直线l交椭圆于A,B两点.当直线l经过椭圆C的一个短轴端点时,与以原点O为圆心,以椭圆的离心率e为半径的圆相切. (1)求椭圆C的方程;
(2)是否在x轴上存在定点M,使?为定值?若存在,请求出定点M及定值;若不存在,请说明理由.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程.
【分析】(1)求得抛物线的焦点坐标,可得c=,即a2﹣b2=3,求得直线经过(﹣c,0)和(0,b)的方程,运用直线和圆相切的条件:d=r,结合离心率公式可得b,a,进而得到椭圆方程;
(2)假设直线l的斜率存在,设直线的方程为y=k(x+),代入椭圆方程x2+4y2=4,可得x的方程,运用韦达定理,设出M(m,0),运用向量的数量积的坐标表示,化简整理,结合定值,可得m,以及向量数量积的值;再讨论直线l的斜率不存在,求得A,B,验证成立.
【解答】解:(1)抛物线y2=﹣4x的焦点为(﹣,0), 由题意可得c=,即a2﹣b2=3, 由直线l经过(﹣c,0)和(0,b),可得直线l:bx﹣cy+bc=0, 直线l与原点O为圆心,以椭圆的离心率e为半径的圆相切,可得
=e=
=,解得b=1,则a=2,
+y2=1;
即有椭圆的方程为
(2)当直线l的斜率存在时,设直线的方程为y=k(x+), 代入椭圆方程x2+4y2=4,可得(1+4k2)x2+8k2x+12k2﹣4=0, 设A(x1,y1),B(x2,y2),可得x1+x2=﹣
,x1x2=
,
设M(m,0),=(m﹣x1,﹣y1),=(m﹣x2,﹣y2), ?═(m﹣x1)(m﹣x2)+y1y2=m2﹣m(x1+x2)+x1x2+k2(x1+=m2+(k2﹣m)(x1+x2)+(1+k2)x1x2+3k2 =m2+(
k2﹣m)(﹣
)+(1+k2)?
+3k2
)(x2+
)
=,
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要使?为定值,则=4,
解得m=﹣,即有?=﹣.
,﹣),B(﹣
,),
当直线l的斜率不存在时,A(﹣=(﹣可得
?
,),=﹣
.
=(﹣
,﹣),
则在x轴上存在定点M(﹣,0),使得?为定值﹣.
21.已知m,n∈R,函数f(x)=(4x+m)lnx,g(x)=x2+nx﹣5,曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在x=1处的切线相同. (1)求f(x),g(x)的解析式:
(2)求F(x)=f(x)﹣g(x)的单调区间;
(3)证明:当x∈(0,k](0<k≤1)时,不等式(2x+1)f(x)﹣(2x+1)g(x)≤0恒成立.
【考点】利用导数研究函数的单调性;函数解析式的求解及常用方法;导数在最大值、最小值问题中的应用. 【分析】(1)求出f(x)的导数,得到关于m,n的方程组,解出即可;(2)求出F(x)的导数,求出其导函数递减,判断出导函数的符号,从而求出函数的单调区间;
(3)问题转化为:(2k+1)(4x+2)lnx﹣(2x+1)(x2+4x﹣5)≤0,令H(x)=(2k+1)(4x+2)lnx﹣(2x+1)(x2+4x﹣5),通过求导得到H(x)的最大值,从而证出结论. 【解答】解:(1)∵f′(x)=4(lnx+1)+,g′(x)=2x+n, ∴f′(1)=4+m,g′(1)=2+n,
∵曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在x=1处的切线相同, ∴f(1)=0=g(1)=1+n﹣5,f′(1)=g′(1), 即
,解得:m=2,n=4,
∴f(x)=(4x+2)lnx,g(x)=x2+4x﹣5; (2)由题意F(x)=(4x+2)lnx﹣x2﹣4x+5,(x>0), ∴F′(x)=4lnx+
﹣2x﹣4=4lnx+﹣2x,
令G(x)=F′(x),则G′(x)=≤0恒成立,
∴F′(x)在(0,+∞)递减, 又∵F′(1)=0,∴在(0,1),F′(x)>0,在(1,+∞),F′(x)<0, ∴F(x)在(0,1)递增,在(1,+∞)递减; (3)由题意得:k∈(0,1],2x+1>0,
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∴不等式(2k+1)f(x)﹣(2x+1)g(x)≤0可化为: (2k+1)(4x+2)lnx﹣(2x+1)(x2+4x﹣5)≤0, 令H(x)=(2k+1)(4x+2)lnx﹣(2x+1)(x2+4x﹣5), ∴H′(x)=
,
令h(x)=﹣2x2﹣4x+4k+2中,h(k)=﹣2k2﹣4k+4k+2=﹣2(k﹣1)(k+1), 当0<k≤1,h(k)≥0,H′(x)>0, H(x)在(0,k)递增,
H(x)max=H(k)=2(2k+1)lnk﹣k2﹣4k+5,
又F(x)=(4x+2)lnx﹣x2﹣4x+5在(0,1)递增, H(x)max=H(k)=F(k)≤F(1)=0,满足题意.
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2016年8月1日
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