数学大猜想(7)

2019-06-11 21:55

?x?ty?a,由?2,得y2?4aty?4a2?0,?y1y2??4a2. ??????11分 ?y?4ax则FS?FT?4a?216a42(?4a)?4a?4a?0. ???????13分

22????????因此,FS?FT的值是定值,且定值为0. ?????????14分

(法二)①当AB?x时, A(a,2a)、B(a,?2a),则lOA:y?2x, lOB:y??2x.

?????y?2x,由? 得点S的坐标为S(?a,?2a),则FS?(?2a,?2a).

x??a??????y??2x,由? 得点的坐标为T(?a,2a),则FT?(?2a,2a). ?x??a?????????FS?FT??a??a??a?a?. ???????????7分

②当AB不垂直轴时,设直线AB的方程为y?k(x?a)(k?0),A(2y124a,y1)、

4????????16a2. ????????10分 B(,y2),同解法一,得FS?FT?4a?y1y24ay2?y?k(x?a),2由?2,得ky2?4ay?4ka2?0,?y1y2??4a.?????11分 ?y?4ax则FS?FT?4a?216a42(?4a)?4a?4a?0. ??????13分

22????????因此,FS?FT的值是定值,且定值为0. ?????????14分 猜题46、圆锥曲线中的最值、范围问题

(12

2分

2)如图,经

已过

知椭

圆圆

G:x?y?2x?2y?0xa22?yb22?1(a?b?0)的右焦点F及上顶点

B.过椭圆外一点M(m,0)(m?a)作倾斜角为

56?的直线l交椭圆于C、D两点.

(Ⅰ)求椭圆的方程;

(Ⅱ)若右焦点F在以线段CD为直径的圆E的内部,求m的取值范围.

猜题理由:最值、范围问题所依据的数学思想主要是函数、方程思想,解决这类问题必须构建一个函数关系式或建立不等式,在运动变化中寻求解答,是高考考查函数方程思想的理想问题,历年的高考试题中占有相当大的比例。

22【解析】(1)∵圆G:x?y?2x?2y?0经过点F、B

- 31 -

∴F(2,0),B(0,2),∴c?2,b?∴a?6 故椭圆的方程为

22--------------2分

x2633?y22?1 --------------4分

(2)设直线l的方程为y??(x?m)(m?6)

2?x2y??1??62由?消去y得2x2?2mx?(m2?6)?0 ----------6分

3?y??(x?m)?3?

由△=4m2?8(m2?6)?0,解得?23?m?23. 又m?6,6?m?23 --------------8分

设C(x1,y1),D(x2,y2),则x1?x2?m,x1x2?m?62m32,

∴y1y2?[?33(x1?m)]?[?33(x2?m)]?13x1x2?(x1?x2)?m32.

∵FC?(x1?2,y1),FD?(x2?2,y2), ∴FC?FD=(x1?2)(x2?2)?y1y2 ?43x1x2?(m?6)3(x1x2)?m32?4=

2m(m?3)3 ------10分

∵点F在圆E内部, ∴FC?FD<0,即

2m(m?3)3<0,解得0?m?3ks5u

又6?m?23,∴6?m?3 --------12分

猜题47、圆锥曲线中的探索性问题

(12分)如图,F是椭圆的右焦点,以F为圆心的圆过原点O和椭圆的右顶点,设P是椭圆上的动点,P到两焦点距离之和等于4. (Ⅰ)求椭圆和圆的标准方程;

(Ⅱ)设直线l的方程为x?4,PM?l,垂足为M,是否存在点P,使得?FPM为等腰三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.

猜题理由:从求椭圆和圆的方程出发,最后将问题设计为一个探索性问题,是这个试题的“把关点”。高考非常关注探索性问题的考查,其中,平面解析几何正是理想的命题素材。

【解析】(Ⅰ)由已知可得

- 32 -

2a?4,a?c?a?2,c?1,b2?a2?c2?3 2分

∴椭圆的标准方程为

x24?y23?1,圆的标准方程为

22(x?1)?y?1 4分

(Ⅱ)设P(x,y),则M(4,y),F(1,0)

x2∵P(x,y)在椭圆上,∴

2224?y232?1?y?3?342234x

2|PF|?(x?1)?y?(x?1)?3?x?214(x?4) 34x22|PM|?|x?4|22,

|FM|?9?y?12?2

∴|PF|?12|PM|,|PF|?|PM|, 6分

14(x?4)?12?2(1)若|PF|?|FM|则

34x,解得x??2或,

2x??2|PF|?|FM|?PM|这与三角形两边之和大于第三边矛盾 ∵|x|?2,∴

∴|PF|?|FM| 8分 (2)若|PM|?|FM|,则(x?4)?12?∵|x|?2 ∴x?47234x,解得x?4或x?47,?37247 10分

∴y??3715 ∴P(15) 11分

综上可得存在两点(,7431574315),(,?)使得?FPM为等腰三角形. 12分

77六、函数与导数型解答题 猜题48、初等函数的综合问题 (12分)已知函数f(x)?lnx?1x?1

x?1x?1m(x?1)(7?x)(Ⅰ)求函数的定义域,并证明f(x)?lnx?1x?1在定义域上是奇函数;

(Ⅱ)若x?[2,6]f(x)?ln?ln恒成立,求实数的取值范围;

(Ⅲ)当n?N时,试比较f(2)?f(4)?f(6)?...?f(2n)与2n?2n的大小关系. 猜题理由:指数、对数、二次函数是高中数学中研究最多的初等函数,在高考中的重要性毋庸置疑,特猜此题。

- 33 -

*2

【解析】(Ⅰ)由

x?1x?1?0,解得x??1或x?1,

∴ 函数的定义域为(??,?1)?(1,??) 当x?(??,?1)?(1,??)时,[来

f(?x)?ln?x?1?x?1?lnx?1x?1?ln(x?1x?1)?1??lnx?1x?1??f(x)

∴ f(x)?lnx?1x?1在定义域上是奇函数。 ???4分

x?1x?1m(x?1)(7?x)(Ⅱ)由x?[2,6]时,f(x)?ln?ln恒成立,

x?1x?1?m(x?1)(7?x)?0,?x?[2,6]

∴ 0?m?(x?1)(7?x)在x?[2,6]成立

令g(x)?(x?1)(7?x)??(x?3)2?16,x?[2,6],由二次函数的性质可知

x?[2,3]时函数单调递增,x?[3,6]时函数单调递减, x?[2,6]时,g(x)min?g(6)?7

∴0?m?7 ???8分 (Ⅲ)f(2)?f(4)?f(6)?????f(2n)=ln31?53?75?????2n?12n?1?ln(2n?1)

证法一:设函数h(x)?lnx?(x?1)(x?1),x?[1,??) 则x?(1,??)时,h?(x)?1?xx?0,即h(x)在(1,??)上递减,

所以h(x)?h(1)?0,故lnx?x?1在x?[1,??)成立,

则当x?2n?1(n?N)时,ln(2n?1)?2n?2n?2n成立. ???12分

x2?2证法二:构造函数h(x)?ln(1?x)?(x?2)(x?0),h?(x)?1x?1?x?1??x?2xx?12

当x?0时,h?(x)?0,∴h(x)?ln(1?x)?(x??h(x)?h(0)?0

x22)在(0,??)单调递减,

22?当x?2n(n?N)时,ln(1?2n)?(2n?2n)?0 ?ln(1?2n)?2n?2n ?12分

- 34 -

猜题49、导数在研究函数中的应用 (理科)(14分)已知函数f(x)?lnx?(1) 当a?92ax?1(a?R)

时,如果函数g(x)?f(x)?k仅有一个零点,求实数k的取值范围;

(2) 当a?2时,试比较f(x)与1的大小; (3) 求证:ln(n?1)?13?15?17????12n?1(n?N)

*猜题理由:本题主要考查函数导数运算法则、利用导数求函数的极值、证明不等式等基础知

识,考查分类讨论思想和数形结合思想,考查考生的计算能力及分析问题、解

决问题的能力和创新意识.此类问题是高考中常见的题型,也是高考命题的热点,一般作为高考压轴题的形式出现,易和不等式、数列、几何等知识进行综合考查。

【解析】当a?92时,f(x)?lnx?92(x?1),定义域是(0,??),

f?(x)?1x?92(x?1)2?(2x?1)(x?2)2x(x?1)2, 令f?(x)?0,得x?1212或x?2.?2分

当0?x?12或x?2时,f?(x)?0,当

1?x?2时,f?(x)?0,

12 函数f(x)在(0,)、(2,??)上单调递增,在(,2)上单调递减. ???4分

213?f(x)的极大值是f()?3?ln2,极小值是f(2)??ln2.

22当x??0时,f(x)???; 当x???时,f(x)???, 当g(x)仅有一个零点时,k的取值范围是k?3?ln2或k? (2)当a?2时,f(x)?lnx? 令h(x)?f(x)?1?lnx?1x2(x?1)232?ln2.???5分

2x?12,定义域为(0,??).

x?12?1,

?h?(x)???x?1x(x?1)2?0,

?h(x)在(0,??)上是增函数. ?????????7分

①当x?1时,h(x)?h(1)?0,即f(x)?1; ②当0?x?1时,h(x)?h(1)?0,即f(x)?1;

③当x?1时,h(x)?h(1)?0,即f(x)?1. ??????????9分

- 35 -


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