- 直线与方程
- 共7398题
位于函数y=3x+的图象上的一系列点P1(x1,y1),P2(x2,y2),…,Pn(xn,yn),…,这一系列点的横坐标构成以-
为首项,-1为公差的等差数列{xn}.求点Pn的坐标;
正确答案
由于Pn的横坐标构成以-为首项,-1为公差的等差数列{xn},
故xn=x1+(n-1)d=--(n-1)=-n-
.
又Pn(xn,yn)位于函数y=3x+的图象上,
所以y_=3xn+=3(-n-
)+
=-3n-
.
所求点Pn(xn,yn)的坐标为(-n-,-3n-
).
已知函数f(x)=-x3+ax2+b(a,b∈R).
(1)若函数y=f(x)的图象上任意不同的两点的连线的斜率小于1,求证:-<a<
.
(2)若x∈[0,1],则函数y=f(x)的图象上的任意一点的切线的斜率为k,求证:1≤a≤是|k|≤1成立的充要条件.
正确答案
(1)设函数y=f(x)的图象上任意不同的两点P1(x1,y1)、P2(x2,y2),
不妨设x1>x2,
则<1,即
<1,
∴<1
整理得:x12+(x2-a)x1+x22-ax2+1>0
∵x1∈R
∴△=(x2-a)2-4(x22-ax2+1)<0即3x22-2ax2-a2+4>0
∵x2∈R
∴△=4a2-12(-a2+4)<0即a2-3<0
∴-<a<
(2)k=f'(x)=-3x2+2ax,则当x∈[0,1]时,|k|≤1⇔-1≤-3x2+2ax≤1
⇔或
或
解得:1≤a≤,故|k|≤1成立的充要条件是1≤a≤
.
设函数f(x)=|x+1|+|2x-1|。
(1)画出函数y=f(x)的图象;
(2)若对任意x∈(-∞,0],f(x)≤ax+b恒成立,求a-b的最大值。
正确答案
解:(1)由于
则函数y=f(x)的图象如图所示
;
(2)结合函数图象,比较直线y=ax+b与y=-3x的斜率及y=2-x在y轴上的截距,
当且仅当时,不等式f(x)≤ax+b在(-∞,0]上恒成立,
∴a-b≤-5,即a-b的最大值为-5。
已知抛物线C:x2=2py(p>0)的焦点为F,A,B是抛物线C上异于坐标原点0的不同两点,抛物线C在点A,B处的切线分别为l1,l2,且l1⊥l2,l1与l2相交于点D。
(Ⅰ)求点D的纵坐标;
(Ⅱ)证明:A,B,F三点共线;
(Ⅲ)假设点D的坐标为(,-1),问是否存在经过A,B两点且与l1,l2都相切的圆,若存在,求出该圆的方程;若不存在,清说明理由。
正确答案
(Ⅰ)解:设点A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
l1,l2分别是抛物线C在点A,B处的切线,
∴直线l1的斜率为,直线l2的斜率为
,
∵,
∴,得
, ①
∵A,B是抛物线C上的点,
∴,
∴直线l1的方程为,直线l2的方程为
,
由,解得:
,
∴点D的纵坐标为。
(Ⅱ)证法一:∵F为抛物线C的焦点,
∴,
∴直线AF的斜率为,
直线BF的斜率为,
∵
,
∴,∴A,B,F三点共线。
证法二:∵F为抛物线C的焦点,
∴,
∴,
,
∵,
∴,
∴A,B,F三点共线。
(Ⅲ)解:不存在,
证明如下:假设存在符合题意的圆,
设该圆的圆心为M,依题意,得MA⊥AD,MB⊥BD,且|MA|=|MB|,
由l1⊥l2,得AD⊥BD,
∴四边形MADB是正方形,∴|AD|=|BD|,
∵点D的坐标为(,-1),∴
,即p=2,
把点代入直线l1,得
,
解得:或
,
∴点A的坐标为(4,4)或,
同理可求得点B的坐标为(4,4)或,
由于A,B是抛物线C上的不同两点,
不妨令,
∴,
,
∴|AD|≠|BD|,这与|AD|= |BD|矛盾,
∴经过A,B两点且与l1,l2都相切的圆不存在。
过原点作曲线y=ex的切线,则切点的坐标为( ),切线的斜率为( )。
正确答案
(1,e);e
设函数f(x)=x-
sin2x-
cos2x.
(1)试判定函数f(x)的单调性,并说明理由;
(2)已知函数f(x)的图象在点A(x0,f(x0))处的切线斜率为,求
的值.
正确答案
f′(x)=-
cos2x+
sin2x=
sin(2x-
)+
≥0,
∴f(x)定义域内单调递增.(4分)
(2)由f′(x0)=sin(2x0-
)+
=
,
得:sin(2x0-)=0.∴2x0-
=kπ(k∈Z),
得2x0=kπ+(k∈Z),(4分)
∴=
=sin2x0=sin(kπ+)=
(6分)
已知函数f(x)=lnx,
(I)若a=﹣2时,函数h(x)=f(x)﹣g(x)在其定义域内是增函数,求b的取值范围;
(II)在(I)的结论下,设φ(x)=e2x+bex,x∈[0,ln2],求函数φ(x)的最小值;
(III)设函数f(x)的图象C1与函数g(x)的图象C2交于点P、Q,过线段PQ的中点R作x轴的垂线分别交C1、C2于点M、N,问是否存在点R,使C1在M处的切线与C2在N处的切线平行?若存在,求出R的横坐标;若不存在,请说明理由.
正确答案
解:(I)依题意:h(x)=lnx+x2﹣bx.
∵h(x)在(0,+∞)上是增函数,
∴ 对x∈(0,+∞)恒成立,
∴,
∵x>0,则.
∴b的取值范围是.
(II)设t=ex,则函数化为y=t2+bt,t∈[1,2].
∵.
∴当,即
时,函数y在[1,2]上为增函数,当t=1时,ymin=b+1;
当1<﹣<2,即﹣4<b<﹣2时,当t=﹣
时,
;
,即b≤﹣4时,函数y在[1,2]上是减函数, 当t=2时,ymin=4+2b.
综上所述:
(III)设点P、Q的坐标是(x1,y1),(x2,y2),且0<x1<x2.
则点M、N的横坐标为.
C1在点M处的切线斜率为.
C2在点N处的切线斜率为.
假设C1在点M处的切线与C2在点N处的切线平行,则k1=k2.即.
则
=,
∴
设,则
, (1)
令,则
,
∵u>1,∴r'(u)>0,
所以r(u)在[1,+∞)上单调递增,r(u)>r(1)=0,则,与(1)矛盾!
已知函数f(x)=ax-lnx+1(a∈R),g(x)=xe1-x。
(1)求函数g(x)在区间(0,e]上的值域T;
(2)是否存在实数a,对任意给定的集合T中的元素t,在区间[1,e]上总存在两个不同的xi(i=1,2),使得f(xi)=t成立,若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由;
(3)函数f(x)图像上是否存在两点A(x1,y1)和B(x2,y2),使得割线AB的斜率恰好等于函数f(x)在AB中点M(x0,y0)处切线斜率?请写出判断过程。
正确答案
解:(1)∵,
∴g(x)在区间(0,1]上单调递增,在区间[1,e)上单调递减,且
∴g(x)的值域T为;
(2)则由(1)可得t∈(0,1],原问题等价于:对任意的在[1,e]上总有两个不同的实根,故f(x)在[1,e]不可能是单调函数,
∵
当时,
,f(x)在区间[1,e]上单调递增,不合题意
当时,
,f(x)在区间[1,e]上单调递减,不合题意,
当即
时,f(x)在区间
上单调递减;f(x)在区间
上单递增,由上可得
,此时必有f(x)的最小值小于等于0且f(x)的最大值大于等于1,
而由可得
,则a∈
,
综上,满足条件a的不存在;
(3)
而,故有
,
即,令
,则上式化为
,
令,则由
可得F(t)在(0,1)上单调递增,故
,即方程
无解,所以不存在。
已知函数f(x)=x3-2x2+bx+a,g(x)=ln(1+2x)+x
(1)求f(x) 的单调区间
(2)若f(x) 与g(x) 有交点,且在交点处的切线均为直线y=3x ,求a,b 的值并证明:在公共定义域内恒有f(x) ≥g(x)
(3)设A(x1,g(x1)),B(x2,g(x2)) ,C (t,g(t)) 是y=g(x) 图象上任意三点,且
正确答案
解:(1)f′(x)=8x2-4x+b,△=16-32b
①当△≤0即b≥时,f′(x)≥0在R上恒成立,∴f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;
②当△>0即b<时,由f′(x)=0得
若f′(x)>0,则
若f′(x)>0,则
∴f(x)的单调增区间为:;f(x) 的单调减区间为:
综上所述:当b≥时,f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;当b<
时, f(x)的单调增区间为:
;f(x) 的单调减区间为:
(2)
令g′(x)=3得:x=0
∴切点为(0,0)
∴f(0)=0
∴a=0
f′(x)=8x2-4x+b|x=0=b=3
∴a=0,b=3
令φ(x)=f(x)-g(x) 则φ'(x)=f'(x)-g'(x)=
∴φ(x)在(-,0)上单调递减,在(0,+∞)单调递增,
所以φ(x)≥φ(0)=f(0)-g(0)=0
∴φ(x) ≥0 即:f(x)≥g(x)
(3)KAC=,KBC=
令φ(t)=(1+2t)(g(t)-g(x1))-(3+2t)(t-x1)
则φ′(t)=2 (g(t)-g(x1))+ (1+2t)g′(t)-2(t-x1) -(3+2t)= 2 (g(t)-g(x1)) -2(t-x1) =2(ln(1+2t)-ln(1+2x1))
∵y=ln(1+2x)在(-,+∞)上单调递增,且t>x1,
∴ln(1+2t)-ln(1+2x1)>0
∴φ′(t) >0
∴φ(t)在(x1,t)上单调递增
∴φ(t)> φ(x1)=0
∴(1+2t)(f(t)-f(x1))-(3+2t)(t-x1)>0
∴(1+2t)(f(t)-f(x1)) >(3+2t)(t-x1)
∵t-x1>0,1+2t>0
即KAC
同理可证:KBC
∴KAC>KBC
设函数(a∈R)。
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)若f(x)有两个极值点x1,x2,记过点A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2))的直线斜率为k。问:是否存在a,使得k=2-a?若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由。
正确答案
解:(1)f(x)定义域为(0,+∞),
令g(x)=x2-ax+1,△=a2-4
①当-2≤a≤2时,△≤0,f′(x)≥0,故f(x)在(0,+∞)上单调递增;
②当a<-2时,△>0,g(x)=0的两根都小于零,在(0,+∞)上,f′(x)>0,故f(x)在(0,+∞)上单调递增;
③当a>2时,△>0,g(x)=0的两根为
当时,
;
当时,
;
当时,
故f(x)分别在(0,x1),(x2,+∞)上单调递增,在(x1,x2)上单调递减;
(2)由(1)知
因为
所以
又由(1)知,
于是
若存在a,使得,则
即
亦即
再由(1)知,函数在(0,+∞)上单调递增,而
所以
这与式矛盾,故不存在a,使得
。
已知O为坐标原点,F为椭圆C:在y轴正半轴上的焦点,过F且斜率为
的直线l与C交于A、B两点,点P满足
。
(1)证明:点P在C上;
(Ⅱ)设点P关于点O的对称点为Q,证明:A、P、B、Q四点在同一圆上。
正确答案
解:(1)设
直线l:与
联立得
则
由得
所以点P在C上。
(2)
同理
所以互补
因此A、P、B、Q四点在同一圆上。
已知F1、F2分别是椭圆(a>b>0)的左、右焦点,其左准线与x轴相交于点N,并且满足
。设A、B是上半椭圆上满足
的两点,其中λ∈
。
(1) 求此椭圆的方程及直线AB的斜率的取值范围;
(2)过A、B两点分别作此椭圆的切线,两切线相交于一点P,求证:点P在一条定直线上,并求点P的纵坐标的取值范围。
正确答案
解:(1)由于
∴
解得
从而所求椭圆的方程是
∵
∴A,B,N三点共线
而点N的坐标为(-2,0)
设直线AB的方程为
其中k为直线AB的斜率,依条件知k>0
由消去x得
即
根据条件可知
解得
设
根据韦达定理得,
又由得
∴
从而消去y2得
令
则
由于
所以
∴在区间
上是减函数
从而
即
∴
解得
而
∴
因此直线AB的斜率的取值范围是;
(2)上半椭圆的方程为
且
求导可得
所以两条切线的斜率分别为,
切线PA的方程是
即
又
从而切线PA的方程为
同理可得切线PB的方程为
由
可解得点P的坐标满足
再由得
∴
又由(1)知
∴
因此点P在定直线上,并且点P的纵坐标的取值范围是
。
平面内到定点(1,0)和到定点(4,0)的距离的比为的点的轨迹为曲线M,直线l与曲线M相交于A,B两点,若在曲线M上存在点C,使
,且
=(-1,2),求直线l的斜率及对应的点C的坐标。
正确答案
解:设曲线C上的任意一点P(x,y),
,
曲线C的方程为,
,
∴,
∴,
设,
,
直线l的斜率为,对应的点C的坐标为
。
已知椭圆C的中心在原点,焦点F1,F2在轴上,离心率e=,且经过点M(0,
),求椭圆c的方程
正确答案
若焦点在x轴
很明显,过点M(0,)
点M即椭圆的上端点,所以b=
=
c2=a2
∵a2=b2+c2
所以b2=c2=2
a2=4
椭圆:+
=1
若焦点在y轴,则a=,
=
,c=1
∴b=1
椭圆方程:+y2=1.
如图,三定点A(2,1),B(0,-1),C(-2,1);三动点D,E,M满足,
,
,t∈[0,1]。
(1)求动直线DE斜率的变化范围;
(2)求动点M的轨迹方程。
正确答案
解:(1)如图,设D(xD,yD), E(xE,yE),M(x,y)
由,知
∴
同理
∴
∵
∴。
(2)∵
∴
∴
∴
即
∵
∴
即所求轨迹方程为。
扫码查看完整答案与解析