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题型:简答题
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简答题

已知函数f(x)=的图象过点(﹣1,2),且在点(﹣1,f(

﹣1))处的切线与直线x﹣5y+1=0垂直.

(1)求实数b,c的值;

(2)求f(x)在[﹣1,e](e为自然对数的底数)上的最大值;

(3)对任意给定的正实数a,曲线y=f(x)上是否存在两点P,Q,使得△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在y轴上?

正确答案

解:(1)由题意可得,当x<1时,f′(x)=﹣3x2+2x+b,f′(﹣1)=﹣3﹣2+b=b﹣5.

由( b﹣5 )( )=﹣1,可得b=0,

故 f(x)=﹣x3+x2+c.把点(﹣1,2)代入求得 c=0.

综上可得b=0,c=0.

(2)由以上可得  ,当﹣1≤x<1时,f′(x)=﹣x(3x﹣2).

 解f′(x)>0得0<x< .解f′(x)<0得1≥x> 或x<0.

∴f(x)在(﹣1,0)和( ,1)上单调递减,在(0, )上单调递增,

从而f(x)在x= 处取得极大值为f( )= 

又∵f(﹣1)=2,f(1)=0,

∴f(x)在[﹣1,1)上的最大值为2.

当1≤x≤e时,f(x)=alnx,

当a≤0时,f(x)≤0.

当a>0时,f(x)在[1,e]单调递增;

∴f(x)在[1,e]上的最大值为a.

∴a≥2时,f(x)在[﹣1,e]上的最大值为a;

当a<2时,f(x)在[﹣1,e]上的最大值为2.

(3)设点P的横坐标为m(不妨设m>0),

则由题意可得点Q的横坐标为﹣m,且﹣m<0.

当0<m<1时,点P(m,﹣m3+m2),点 Q(﹣m,m3+m2),

由K0P·KOQ=﹣1,可得(﹣m2+m)(﹣m2﹣m)=﹣1,m无解.

当m≥1时,点P(m,alnm),点 Q(﹣m,m3+m2),

由K0P·KOQ=﹣1,可得  ·(﹣m2﹣m)=﹣1,即 alnm= 

由于a为正实数,故存在大于1的实数m,满足方程 alnm= .

故曲线y=f(x)上是否存在两点P,Q,使得△POQ是以O为直角顶点的直角三角形,

且此三角形斜边中点在y轴上.

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题型:简答题
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简答题

已知椭圆(a>b>0)的离心率为,短轴的一个端点为M(0,1),过椭圆左顶点A的直线l与椭圆的另一交点为B.

(1)若l与直线x=a交于点P,求·的值;

(2)若|AB|=,求直线l的倾斜角.

正确答案

解:(1)∵椭圆(a>b>0)的离心率为,短轴的一个端点为M(0,1),

,b=1,

∴a=

∴椭圆的方程为

∵直线l过椭圆左顶点A(﹣,0),

设直线l的方程为y=k(x+

∵直线x=a,即为

∴点P(),

,消元可得(1+2k2+4k2x+4k2﹣2=0

可知为此方程的一个根,设B(

∴B

·=+=2;

(2)|AB|===

∴8k4﹣k2﹣7=0

∴k2=1

∴k=±1

∴直线l的倾斜角为

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题型:简答题
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简答题

已知双曲线C:

(1)求双曲线C的渐近线方程;

(2)已知点M的坐标为(0,1),设P是双曲线C上的点,Q是点P关于原点的对称点,记,求λ的取值范围;

(3)已知点D,E,M的坐标分别为(-2,-1),(2,-1),(0,1),P为双曲线C上在第一象限内的点.记l为经过原点与点P的直线,s为△DEM截直线l所得线段的长.试将s表示为直线l的斜率k的函数。

正确答案

解:(1)所求渐近线方程为

(2)设P的坐标为,则Q的坐标为

∴λ的取值范围是(-∞,-1]。

(3)若P为双曲线C上第一象限内的点,则直线l的斜率

由计算可得,当

∴s表示为直线l的斜率k的函数是

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题型:简答题
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简答题

已知F1、F2是椭圆的两焦点,P是椭圆在第一象限弧上一点,且满足=1,过点P作倾斜角互补的两条直线PA、PB分别交椭圆于A、B两点,

(1)求P点坐标;

(2)求证直线AB的斜率为定值;

(3)求△PAB面积的最大值。

正确答案

解:(1)由题可得F1(0,),F2(0,),

设P(x0,y0)(x0>0,y0>0),

在曲线上,

则点P的坐标为(1,)。

 (2)由题意知,两直线PA、PB的斜率必存在,

设PB的斜率为k(k>0),

则BP的直线方程为:y-=k(x-1),

同理可得

∴AB的斜率为定值。

(3)设AB的直线方程:

P到AB的距离为

当且仅当m=±2∈(-2,2)取等号。

∴三角形PAB面积的最大值为

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题型:简答题
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简答题

设F1、F2分别是椭圆的左、右焦点。

(1)若P是该椭圆上的一个动点,求的取值范围;

(2)设过定点Q(0,2)的直线l与椭圆交于不同的两点M、N,且∠MON为锐角(其中O为坐标原点),求直线l的斜率k的取值范围;

(3)设A(2,0),B(0,1)是它的两个顶点,直线y=kx(k>0)与AB相交于点D,与椭圆相交于E、F两点,求四边形AEBF面积的最大值。

正确答案

解:(1)易知

所以

,则

(2)显然直线x=0不满足题设条件,

可设直线

联立

消去y,整理得

,解得:,     ①

又0°<∠MON<90°cos∠MON>0

,即

,                       ②

故由①、②得

(3)根据点到直线的距离公式和①式知,点E,F到AB的距离分别为

所以,四边形AEBF的面积为

时,等号成立,所以S的最大值为

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题型:简答题
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简答题

已知=(x,y),=(1,0),且。点T(x,y),

(1)求点T的轨迹方程C;

(2)过点(0,1)且以(2,)为方向向量的一条直线与轨迹方程C相交于点P,Q两点,OP,OQ所在的直线的斜率分别是kOP、kOQ,求kOP·kOQ的值。

正确答案

解:(1)

(2)设直线l的方程:

联立

同法消去x得:

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题型:填空题
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填空题

已知x、y满足,则z=的取值范围是(   )

正确答案

z≤﹣2或z≥1

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题型:简答题
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简答题

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交与A、B两点,点P满足

(1)证明:点P在C上;

(2)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:联立得

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。

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题型:填空题
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填空题

实数x,y满足不等式组,则的取值范围是(    )。

正确答案

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题型:简答题
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简答题

已知曲线C:xy=1,过C上一点An(xn,yn)作一斜率为的直线交曲线C于另一点An+1(xn+1,yn+1),点列An(n=1,2,3,…)的横坐标构成数列{xn},其中

(1)求xn与xn+1的关系式;

(2)求证:{}是等比数列;

(3)求证:(﹣1)+(﹣1)2x2+(﹣1)3x3+…+(﹣1)nxn<1(n∈N,n≥1).

正确答案

解:(1)过C:上一点An(xn,yn)作斜率为kn的直线交C于另一点An+1

于是有:xnxn+1=xn+2

即:

(2)记

因为

因此数列{}是等比数列.

(3)由(2)知:

①当n为偶数时有:(﹣1)n﹣1 xn﹣1+(﹣1)nxn=

于是在n为偶数时有:

②在n为奇数时,前n﹣1项为偶数项,

于是有:(﹣1)+(﹣1)2x2++(﹣1)n﹣1xn﹣1+(﹣1)nxn

综合①②可知原不等式得证.

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题型:简答题
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简答题

已知点M 在椭圆D :上,以M为圆心的圆与x轴相切于椭圆的右焦点,若圆M与y轴相交于A,B两点,且△ABM是边长为的正三角形,

(Ⅰ)求椭圆D的方程;

(Ⅱ)设P是椭圆D上的一点,过点P的直线l交x轴于点F(-1,0),交y轴于点Q,若,求直线l的斜率;

(Ⅲ)过点G(0,-2)作直线GK与椭圆N:左半部分交于H,K两点,又过椭圆N的右焦点F1做平行于HK的直线交椭圆N于R,S两点,试判断满足的直线GK是否存在?请说明理由。

正确答案

解:(Ⅰ)因为是边长为的正三角形,

所以圆M的半径,M到y轴的距离为

即椭圆的半焦距

此时点的坐标为

因为点在椭圆上,

所以

解得:

所求椭圆D的方程为

(Ⅱ)由题意可知直线l的斜率存在,

设直线斜率为k,直线l的方程为

则有

,由于P、Q、F三点共线,且

根据题意得

解得

又P在椭圆D上,

,解

综上,直线l的斜率为

(Ⅲ)由(Ⅰ)得:椭圆N的方程为…①,

由于

设直线GK的方程为…②,

则直线RS的方程为…③

联立①②消元得:

所以

所以, 

联立①③消元得:

所以

,化简得:

显然无解,

所以满足的直线GK不存在。

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题型:简答题
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简答题

如图,M是抛物线上y2=x上的一点,动弦ME、MF分别交x轴于A、B两点,且MA=MB,

(1)若M为定点,证明:直线EF的斜率为定值;

(2)若M为动点,且∠EMF=90°,求△EMF的重心G的轨迹方程。

正确答案

解:(1)设M(y,y0),直线ME的斜率为k(k>0),

则直线MF的斜率为-k,

∴直线ME的方程为

∴由,消x得

解得

(定值),

所以直线EF的斜率为定值;

(2)当∠EMF=90°时,∠MAB=45°,所以k=1,

∴直线ME的方程为

同理可得

设重心G(x, y),

则有

消去参数y0

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题型:简答题
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简答题

已知m∈R,直线l:mx-(m2+1)y=4m和圆C:x2+y2-8x+4y+16=0。

(1)求直线l斜率的取值范围;

(2)直线l能否将圆C分割成弧长的比值为的两段圆弧?请说明理由。

正确答案

解:(1)直线l的方程可化为

于是直线l的斜率

因为

所以,,当且仅当|m|=1时等号成立。

所以,直线l的斜率k的取值范围是

(2)不能,

由(1)知直线l的方程为:y=k(x-4),其中

圆C的方程可化为

所以,圆C的圆心为C(4,-2),半径r=2,

于是圆心C到直线l的距离

,得,即

所以,若直线l与圆C相交,则圆C截直线l所得的弦所对的圆心角小于

故直线l不能将圆C分割成弧长的比值为的两段弧。

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题型:简答题
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简答题

如图,已知动直线l经过点P(4,0),交抛物线y2=2ax(a>0)于A,B两点,坐标原点O是PQ的中点,设直线AQ,BQ的斜率分别为k1,k2

(1)证明:k1+k2=0;

(2)当a=2时,是否存在垂直于x轴的直线l′,被以AP为直径的圆截得的弦长为定值?若存在,请求出直线l′的方程;若不存在,请说明理由。

正确答案

解:(1)设直线l的方程为

与抛物线方程联立可得:

再设点

所以

(2)因为,所以抛物线的方程为:

记线段中点即圆心为

则圆的半径

假设存在这样的直线,记作l′:x=t,

若要满足题意,只需为常数即可,

所以时,能保证为常数,

故存在这样的直线l′:x=3满足题意。

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题型:简答题
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简答题

如图,在平面直角坐标系xOy中,M,N分别是椭圆的顶点,过坐标原点直线交椭圆于P,A两点,其中点P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连结AC,并延长交椭圆于点B,设直线PA的斜率为k,

(1)若直线PA平分线段MN,求k的值;

(2)当k=2时,求点P到直线AB的距离d;

(3)对任意k>0,求证:PA⊥PB.

正确答案

解:(1)由题设知,a=2,,故M(-2,0),

所以线段MN中点的坐标为

由于直线PA平分线段MN,故直线PA过线段MN的中点,

又直线PA过坐标原点,

所以

(2)直线PA的方程为y=2x,代入椭圆方程得,解得

因此,于是

直线AC的斜率为

故直线AB的方程为

因此,

(3)设P(m,n),B(x,y),则A(-m,-n),C(m,0),

∵A,B,C三点共线,

∵P(m,n),B(x,y)在椭圆上,

∴PA⊥PB。

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