- 平面向量数量积的坐标运算
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已知向量=(x,1-x),
=(lnx,ln(1-x))(0<x<1).
(1)是否存在x,使得⊥
或
∥
?若存在,则举一例说明;若不存在,则证明之.
(2)求函数f(x)=•
在区间[
,
]上的最值.(参考公式[lnf(x)]′=
)
正确答案
(1)例如,当x=时,
=(
,
),
=(-ln2,-ln2)=-2ln2•
,
∥
因为0<x<1,所以0<1-x<1,lnx<0.ln(1-x)<0.•
=xlnx+(1-x)ln(1-x)<0,从而
与
不垂直.
(2)函数f(x)=•
=xlnx+(1-x)ln(1-x)
f′(x)=1nx+x•-ln(1-x)+(1-x)•
=lnx-ln(1-x),
令f′(x)=0得x=
当≤x<
时,x<
<1-x,f′(x)<0,f(x)在区间[
,
)上是减函数:
当<x≤
时,1-x<
<x,f′(x)>0,f(x)在区间(
,
]上是增函数;
所以f(x)在x=时取得最小值,且最小值f(
)=-ln2,
又f()=f(
)<f(
)=
ln
+
ln
=
ln3-21n2
故f(x)在x=时取得最大值,且最大值f(
)=
ln3-2ln2.
已知向量=(x,1),
=(1,-sinx),函数f(x)=
•
.
(1)若x∈[0,π],试求函数f(x)的值域;
(2)若θ为常数,且θ∈(0,π),设g(x)=-f(
),x∈[0,π],请讨论g(x)的单调性,并判断g(x)的符号.
正确答案
(1)∵向量=(x,1),
=(1,-sinx),
∴f(x)=•
=x-sinx,
∴f′(x)=1-cosx,
∵x∈[0,π].
∴f′(x)≥0.
∴f(x)在[0,π]上单调递增.
于是f(0)≤f(x)≤f(π),即0≤f(x)≤π,
∴f(x)的值域为[0,π].
(2)g(x)=-
+sin
=-sinθ-
sinx+sin
,
∴g′(x)=-cosx+
cos
.
∵x∈[0,π],θ∈(0,π),
∴∈(0,π).
而y=cosx在[0,π]内单调递减,
∴由g′(x)=0,得x=,即x=θ.
因此,当0≤x<θ时,g′(x)<0,g(x)单调递减,当θ<x≤π时,g′(x)>0,g(x)单调递增.
由g(x)的单调性,知g(θ)是g(x)在[0,π]上的最小值,
∴当x=θ时,g(x)=g(θ)=0;当x≠θ时,g(x)>g(θ)=0.
综上知,当x∈[0,θ)时,g(x)单调递减,当x∈(θ,π]时,g(x)单调递增;
当x=θ时,g(x)=0;
当x≠θ时,g(x)>0.
设函数f(x)=-x3+3x+2分别在x1、x2处取得极小值、极大值.xOy平面上点A、B的坐标分别为(x1,f(x1))、(x2,f(x2)),该平面上动点P(x,y),Q(mx,2y),=
+m
满足
•
=1-m.
(1)求点A、B的坐标;
(2)求动点P的轨迹方程,并判断轨迹的形状.
正确答案
(1)令f'(x)=(-x3+3x+2)'=-3x2+3=0解得x=1或x=-1
当x<-1时,f'(x)<0;当-1<x<1时,f'(x)>0;当x>1时,f'(x)<0
所以,函数在x=-1处取得极小值,在x=1取得极大值,
故x1=-1,x2=1,f(-1)=0,f(1)=4
所以点A、B的坐标为A(-1,0),B(1,4);
(2)由题意,=(1+x,y),
=(mx-m,2y)
∵•
=1-m
∴(1+x)(mx-m)+2y2=1-m
∴mx2+2y2=1
①m=0时,y=±,表示两条平行直线;
②m=2时,x2+y2=,表示原点为圆心,半径为
的圆;
③m<0时,-
=1,表示焦点在y轴上的双曲线;
④m>0时,+
=1,若0<m<2,表示焦点在x轴上的椭圆;若m>2,表示焦点在y轴上的椭圆.
已知向量=(ex+
,-x),
=(1,t),若函数f(x)=
•
在区间(-1,1)上存在单调递增区间,则t的取值范围是______.
正确答案
f(x)=•
=ex+
-tx
则f′(x)=ex+(-t)
∵函数f(x)=•
在区间(-1,1)上存在单调递增区间
∴f′(x)=ex+(-t)>0在区间(-1,1)上有解
即t<ex+在区间(-1,1)上有解
而在区间(-1,1)上+
<ex+
<e+
∴t<e+
故答案为:(-∞,e+)
设平面向量=(
,-1),
=(
,
).若存在实数m(m≠0)和角θ(θ∈(-
,
)),使向量
=
+(tan2θ-3)
,
=-m
+
tanθ,且
⊥
.
(I)求函数m=f(θ)的关系式;
(II)令t=tanθ,求函数m=g(t)的极值.
正确答案
(I)∵向量=(
,-1),
=(
,
),
∴向量=(
+
(tan2θ-3),-1+
(tan2θ-3))=(
tan2θ+
-
,
tan2θ-1-
)
向量=(-
m+
tanθ,m+
tanθ)
∵且⊥
,
∴•
=0,即(
tan2θ+
-
)(-
m+
tanθ)+(
tan2θ-1-
)(m+
tanθ)=0
化简整理,得m=(tan3θ-3tanθ)(-
<θ<
),即为函数m=f(θ)的关系式.
(II)设tanθ=t,得m=g(t)=(t3-3t),t∈R
求导得m′=g′(t)=(t2-1),令g'(t)=0,得t1=-1,t2=1
当t∈(-∞,-1),g'(t)>0,g(t)为增函数;当t∈(-1,1)时,g'(t)<0,g(t)为减函数;
当t∈(1,+∞)时,g'(t)>0,g(t)为增函数.
所以当t=-1,即θ=-时,m=g(t)有极大值
;当t=1,即θ=
时,m=g(t)有极小值-
.
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