2018版高考数学二轮复习 大题规范练7“17题~19题”+“二选一”46分练 文
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大题规范练(七) “20题、21题”24分练
(时间:30分钟 分值:24分)
解答题(本大题共2小题,共24分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 20.已知圆心在直线y =5
4x 上的圆C 与x 轴相切,与y 轴正半轴交于M ,N 两点(点M 在N
的下方),且|MN |=3. (1)求圆C 的方程;
(2)过点M 任作一直线与椭圆x 28+y 2
4
=1交于A ,B 两点,设直线AN ,BN 的斜率分别为
k 1,k 2,则k 1+k 2是否为定值?若为定值,求出该定值;若不为定值,请说明理由.
【导学号:04024242】
解:(1)由圆心C 在直线y =5
4x 上,
所以设圆心为C (4a,5a )(a >0),
因为|MN |=3,所以(4a )2+⎝ ⎛⎭⎪⎫322=(5a )2
,解得a =12,
所以圆心为⎝ ⎛⎭
⎪⎫2,52,r =52,
故圆C 的方程为(x -2)2
+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -522=254
.
(2)k 1+k 2=0为定值.证明如下:
将x =0代入(x -2)2
+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -522=254
,
得y =1或y =4,所以M (0,1),N (0,4).
当直线AB 的斜率k 不存在时,不符合题意,故可设直线AB 的方程为y =kx +1.
由⎩⎪⎨⎪⎧
x 28+y 2
4=1,y =kx +1,
得(1+2k 2)x 2
+4kx -6=0.
设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则
x 1+x 2=
-4k 1+2k 2,x 1x 2=-6
1+2k
2, 所以k 1+k 2=
y 1-4x 1+y 2-4x 2=kx 1-3x 1+kx 2-3x 2=2kx 1x 2-x 1+x 2
x 1x 2
. 而2kx 1x 2-3(x 1+x 2)=-12k 1+2k 2+12k
1+2k 2=0,
所以k 1+k 2=0.
21.已知函数f (x )=ln x -mx 2
,g (x )=12
mx 2+x ,m ∈R ,令F (x )=f (x )+g (x ).
(1)当m =1
2
时,求函数f (x )的单调区间及极值;
(2)若关于x 的不等式F (x )≤mx -1恒成立,求整数m 的最小值.
【导学号:04024243】
解:(1)当m =12时,f (x )=ln x -12x 2(x >0),所以f ′(x )=1
x -x (x >0).
令f ′(x )=0得x =1.
由f ′(x )>0得0<x <1,所以f (x )的单调递增区间为(0,1). 由f ′(x )<0得x >1,所以f (x )的单调递减区间为(1,+∞). 所以f (x )极大值=f (1)=-1
2
,无极小值.
(2)方法一:令G (x )=F (x )-(mx -1)=ln x -12mx 2
+(1-m )x +1,
所以G ′(x )=1x -mx +(1-m )=
-mx 2
+
-m x +1
x
.
当m ≤0时,因为x >0,所以G ′(x )>0,所以G (x )在(0,+∞)上是增函数. 又因为G (1)=-3
2
m +2>0,
所以关于x 的不等式G (x )≤mx -1不能恒成立. 当m >0时,G ′(x )=
-mx 2
+
-m x +1
x
=-
m ⎝ ⎛
⎭⎪⎫
x -1m x +x
.
令G ′(x )=0,得x =1m
,所以当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1m 时,G ′(x )>0;当x ∈⎝ ⎛⎭
⎪⎫1m ,+∞时,G ′(x )
<0,
因此函数G (x )在⎝
⎛⎭
⎪⎫0,1m 上是增函数,在⎝ ⎛⎭
⎪⎫1m ,+∞上是减函数.
故函数G (x )的最大值为G ⎝ ⎛⎭⎪⎫1m =1
2m
-ln m .
令h (m )=12m -ln m ,因为h (1)=12>0,h (2)=1
4-ln 2<0,
且h (m )在(0,+∞)上是减函数,所以当m ≥2时,h (m )<0. 所以整数m 的最小值为2.
方法二:由F (x )≤mx -1恒成立,知m ≥x +x +x 2+2x
(x >0)恒成立,
令h (x )=x +x +x 2
+2x
(x >0),
则h ′(x )=
-
x +
x +x
x 2
+2x
2
,
令φ(x )=2ln x +x ,因为φ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=1
2-ln 4<0,φ(1)=1>0,且φ(x )为增函数,
所以存在x 0∈⎝ ⎛⎭
⎪⎫12,1,使φ(x 0)=0,即2ln x 0+x 0=0. 当1
2<x <x 0时,h ′(x )>0,h (x )为增函数; 当x 0<x 时,h ′(x )<0,h (x )为减函数.
所以h (x )max =h (x 0)=2ln x 0+2x 0+2x 2
0+2x 0=1x 0,而x 0∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,所以1x 0∈(1,2), 所以整数m 的最小值为2.
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