2016-2017学年湖南省株洲市南方中学、醴陵一中高二(上)12月联考数学试卷(文科)(创新班)
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.已知a>b>0,则下列不等式成立的是( )
A.a2<b2
B.>
C.|a|<|b|
D.2a>2b
2.在复平面内,复数Z=+i2015对应的点位于( )
A.第四象限
B.第三象限
C.第二象限
D.第一象限
3.两个变量y与x的回归模型中,分别选择了4个不同模型,它们的相关指数R2如下,其中拟合效果最好的模型是( )
A.模型1的相关指数R2为0.98
B.模型2的相关指数R2为0.80
C.模型3的相关指数R2为0.50
D.模型4的相关指数R2为0.25
4.命题p: x∈R,log2x>0,命题q: x0∈R,2x0<0,则下列命题为真命题的是( )
A.p∨q
B.p∧q
C.(¬p)∧q
D.p∨(¬q)
5.设不等式组表示的平面区域为D.则区域D上的点到坐标原点的距离的最小值是( )
A.1
B.
C.
D.5
6.“m<”是“方程x2+x+m=0有实数解”的( )
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
7.与直线2x﹣6y+1=0垂直,且与曲线f(x)=x3+3x2﹣1相切的直线方程是( )
A.3x﹣y+2=0
B.3x+y+2=0
C.x+3y+2=0
D.x﹣3y﹣2=0
8.在△ABC中,B=,则sinA sinC的最大值是( )
A.
B.
C.
D.
9.记等比数列{an}的前n项和为Sn,已知S3=5,S6=15,则S9=( )
A.45
B.20
C.30
D.35
10.已知F1,F2分别为双曲线﹣=1(a>0,b>0)的左右焦点,如果双曲线上存在一点P,使得F2关于直线PF1的对称点恰在y轴上,则该双曲线的离心率e的取值范围为( )
A.e>
B.1<e<
C.e>
D.1<e<
11.已知f(x)=,不等式f(x+a)>f(2a﹣x)在[a,a+1]上恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.(﹣2,0)
B.(﹣∞,0)
C.(0,2)
D.(﹣∞,﹣2)
12.设函数f(x)=ax3+3bx(a,b为实数,a<0,b>0),当x∈[0,1]时,有f(x)∈[0,1],则b的最大值是( )
A.
B.
C.
D.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡相应位置上.
13.双曲线的离心率为,且与椭圆=1有公共焦点,则该双曲线的方程为 .
14.36的所有正约数之和可按如下方法得到:因为36=22×32,所以36的所有正约数之和为(1+3+32)+(2+2×3+2×32)+(22+22×3+22×32)=(1+2+22)(1+3+32)=91,参照上述方法,可求得2000的所有正约数之和为 .
15.设x1,x2是函数f(x)=x3﹣2ax2+a2x的两个极值点,若x1<2<x2,则实数a的取值范围是 .
16.下列结论正确的是 .
(1)函数f(x)=sinx在第一象限是增函数;
(2)△ABC中,“A>B”是“cosA<cosB”的充要条件;
(3)设,是非零向量,命题“若| |=||||,则 t∈R,使得=t”的否命题和逆否命题都是真命题;
(4)函数f(x)=2x3﹣3x2,x∈[﹣2,t](﹣2<t<1)的最大值为0.
三、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.已知命题p:方程x2﹣(2+a)x+2a=0在[﹣1,1]上有且仅有一解;命题q:存在实数x使不等式x2+2ax+2a≤0成立,若命题“¬p且q”是真命题,求a的取值范围.
18.已知单调递增的等比数列{an}满足:a2+a3+a4=28,且a3+2是a2,a4的等差中项.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=anlogan,求数列{bn}的前n项和Sn.
19.△ABC中,三个内角A、B、C所对的边分别为a、b、c,若B=60°,a=(﹣1)c.
(Ⅰ)求角A的大小;
(Ⅱ)已知△ABC的面积为12+4,求函数f(x)=cos2x+asinx的最大值.
20.桑基鱼塘是某地一种独具地方特色的农业生产形式,某研究单位打算开发一个桑基鱼塘项目,该项目准备购置一块1800平方米的矩形地块,中间挖成三个矩形池塘养鱼,挖出的泥土堆在池塘四周形成基围(阴影部分所示)种植桑树,池塘周围的基围宽均为2米,如图,设池塘所占总面积为S平方米.
(Ⅰ)试用x表示S;
(Ⅱ)当x取何值时,才能使得S最大?并求出S的最大值.
21.如图所示,已知椭圆C1和抛物线C2有公共焦点F(1,0),C1的中心和C2的顶点都在坐标原点,过点M(4,0)的直线l与抛物线C2分别相交于A,B两点.
(Ⅰ)写出抛物线C2的标准方程;
(Ⅱ)求证:以AB为直径的圆过原点;
(Ⅲ)若坐标原点关于直线l的对称点P在抛物线C2上,直线l与椭圆C1相切,求椭圆C1的标准方程.
22.已知函数f(x)=xlnx,g(x)=﹣x2+ax﹣2.
(1)求函数f(x)在[t,t+2](t>0)上的最小值;
(2)若函数y=f(x)与y=g(x)的图象恰有一个公共点,求实数a的值;
(3)若函数y=f(x)+g(x)有两个不同的极值点x1,x2(x1<x2),且x2﹣x1>ln2,求实数a的取值范围.
2016-2017学年湖南省株洲市南方中学、醴陵一中高二(上)12月联考数学试卷(文科)(创新班)
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.已知a>b>0,则下列不等式成立的是( )
A.a2<b2
B.>
C.|a|<|b|
D.2a>2b
【考点】不等式的基本性质.
【分析】考察指数函数y=2x的单调性即可得出.
【解答】解:∵a>b>0,
∴2a>2b,
故选:D.
2.在复平面内,复数Z=+i2015对应的点位于( )
A.第四象限
B.第三象限
C.第二象限
D.第一象限
【考点】复数的代数表示法及其几何意义.
【分析】利用复数的出错运算法则,以及复数单位的幂运算,化简复数,推出对应点的坐标即可.
【解答】解:复数Z=+i2015=﹣i=﹣i=﹣.
复数对应点的坐标(),在第四象限.
故选:A.
3.两个变量y与x的回归模型中,分别选择了4个不同模型,它们的相关指数R2如下,其中拟合效果最好的模型是( )
A.模型1的相关指数R2为0.98
B.模型2的相关指数R2为0.80
C.模型3的相关指数R2为0.50
D.模型4的相关指数R2为0.25
【考点】相关系数.
【分析】两个变量y与x的回归模型中,它们的相关指数R2,越接近于1,这个模型的拟合效果越好,在所给的四个选项中0.98是相关指数最大的值,得到结果.
【解答】解:两个变量y与x的回归模型中,它们的相关指数R2,越接近于1,
这个模型的拟合效果越好,
在所给的四个选项中0.98是相关指数最大的值,
∴拟合效果最好的模型是模型1.
故选A.
4.命题p: x∈R,log2x>0,命题q: x0∈R,2x0<0,则下列命题为真命题的是( )
A.p∨q
B.p∧q
C.(¬p)∧q
D.p∨(¬q)
【考点】复合命题的真假;特称命题.
【分析】判断命题P与q的真假,然后判断选项的正误.
【解答】解:命题p: x∈R,log2x>0,是假命题;¬p是真命题;
命题q: x0∈R,2x0<0,是假命题;¬q是真命题;
所以p∨q是假命题;p∧q是假命题;(¬p)∧q是假命题;p∨(¬q)是真命题.
故选:D.
5.设不等式组表示的平面区域为D.则区域D上的点到坐标原点的距离的最小值是( )
A.1
B.
C.
D.5
【考点】简单线性规划.
【分析】作出不等式组对应的平面区域,利用数形结合即可得到结论.
【解答】解:作出不等式组对应的平面区域如图:
由图象可知,当OQ垂直直线x+y﹣1=0时,此时区域D上的点到坐标原点的距离的最小,
最小值为圆心到直线x+y﹣1=0的距离d=
故选:B
6.“m<”是“方程x2+x+m=0有实数解”的( )
A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】结合一元二次方程的判别式以及充分必要条件的定义,先证明充分性,再证明必要性.
【解答】解:先证明充分性:
∵m<,∴△=1﹣4m>0,
∴方程x2+x+m=0有实数解,
∴是充分条件;
再证明必要性:
∵方程x2+x+m=0有实数解,
∴△=1﹣4m≥0,
∴m≤,
∴不是必要条件,
故选:A.
7.与直线2x﹣6y+1=0垂直,且与曲线f(x)=x3+3x2﹣1相切的直线方程是( )
A.3x﹣y+2=0
B.3x+y+2=0
C.x+3y+2=0
D.x﹣3y﹣2=0
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】设所求的直线方程为y=﹣3x+m,切点为(n,n3+3n2﹣1),根据函数在切点处的导数即为切线的斜率,求出n值,可得切点的坐标,用点斜式求得切线的方程.
【解答】解:设所求的直线方程为y=﹣3x+m,切点为(n,n3+3n2﹣1),
则由题意可得3n2+6n=﹣3,∴n=﹣1,
故切点为(﹣1,1),代入切线方程y=﹣3x+m可得m=﹣2,
故设所求的直线方程为y=﹣3x﹣2,即3x+y+2=0
故选B.
8.在△ABC中,B=,则sinA sinC的最大值是( )
A.
B.
C.
D.
【考点】三角函数的积化和差公式.
【分析】化简可得sinAsinC=sin(2A﹣)+,由0,可求﹣<2A﹣<,从而可得sinA sinC的最大值.
【解答】解:sinAsinC=sinAsin(π﹣A﹣B)
=sinAsin(﹣A)
=sinA(cosA+sinA)
=sin2A﹣cos2A+
=sin(2A﹣)+
∵0
∴﹣<2A﹣<
∴2A﹣=时,sinAsinC取得最大值.
故选:D.
9.记等比数列{an}的前n项和为Sn,已知S3=5,S6=15,则S9=( )
A.45
B.20
C.30
D.35
【考点】等比数列的性质;等比数列的前n项和.
【分析】由等比数列的性质可得S3
、S6﹣S3、S9﹣S6仍成等比数列,故有
100=5(S9﹣15
),由此求得S9的值.
【解答】解:等比数列{an}的前n项和为Sn,已知S3=5,S6=15,则由等比数列的性质可得
S3
、S6﹣S3、S9﹣S6仍成等比数列,即5,15﹣5,S9﹣15
成等比数列,
故有
100=5(S9﹣15
),∴S9=35.
故选D.
10.已知F1,F2分别为双曲线﹣=1(a>0,b>0)的左右焦点,如果双曲线上存在一点P,使得F2关于直线PF1的对称点恰在y轴上,则该双曲线的离心率e的取值范围为( )
A.e>
B.1<e<
C.e>
D.1<e<
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】运用对称性,可得MF1=F1F2=2c,设直线PF1:y=(x+c),代入双曲线方程,得到x的二次方程,方程有两个异号实数根,则有3b2﹣a2>0,再由a,b,c的关系,及离心率公式,即可得到范围.
【解答】解:设点F2(c,0),
由于F2关于直线PF1的对称点恰在y轴上,不妨设M在正半轴上,
由对称性可得,MF1=F1F2=2c,
则MO==c,∠MF1F2=60°,∠PF1F2=30°,
设直线PF1:y=(x+c),
代入双曲线方程,可得,(3b2﹣a2)x2﹣2ca2x﹣a2c2﹣3a2b2=0,
则方程有两个异号实数根,
则有3b2﹣a2>0,即有3b2=3c2﹣3a2>a2,即c>a,
则有e=>.
故选A.
11.已知f(x)=,不等式f(x+a)>f(2a﹣x)在[a,a+1]上恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.(﹣2,0)
B.(﹣∞,0)
C.(0,2)
D.(﹣∞,﹣2)
【考点】函数恒成立问题.
【分析】由分段函数知,分两部分讨论函数的单调性,从而可得f(x)在R上是减函数,化恒成立问题为x+a<2a﹣x在[a,a+1]上恒成立;从而化为最值问题即可.
【解答】解:由f(x)=,知:
①当x≤0时,f(x)=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
故f(x)在(﹣∞,0]上是减函数;
②当x>0时,f(x)=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
故f(x)在(0,+∞)上是减函数;
又∵(0﹣2)2﹣1=﹣(0+1)2+4,
∴f(x)在R上是减函数,
∴不等式f(x+a)>f(2a﹣x)在[a,a+1]上恒成立可化为
x+a<2a﹣x在[a,a+1]上恒成立;
即2x<a在[a,a+1]上恒成立,
故2(a+1)<a,
解得,a<﹣2;
故选:D.
12.设函数f(x)=ax3+3bx(a,b为实数,a<0,b>0),当x∈[0,1]时,有f(x)∈[0,1],则b的最大值是( )
A.
B.
C.
D.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值.
【分析】求导数,利用函数的单调性,结合x∈[0,1]时,有f(x)∈[0,1],即可b的最大值.
【解答】解:∵f(x)=ax3+3bx,∴f′(x)=3ax2+3b
令f′(x)=0,可得x=,
①≥1,则f(x)max=f(1)=1,∴b∈(0,];
②0<<1,f(x)max=f()=1,f(1)≥0,∴b∈(,].
∴b的最大值是.
故选:C.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡相应位置上.
13.双曲线的离心率为,且与椭圆=1有公共焦点,则该双曲线的方程为 .
【考点】双曲线的标准方程.
【分析】设双曲线的标准方程为,(a>0,b>0),由已知得,由此能求出双曲线的方程.
【解答】解:∵双曲线的离心率为,
且与椭圆=1有公共焦点,
∴双曲线的焦点坐标为,,
设双曲线的标准方程为,(a>0,b>0),
∴,解得a=2,c=,b=1,
∴该双曲线的方程为.
故答案为:.
14.36的所有正约数之和可按如下方法得到:因为36=22×32,所以36的所有正约数之和为(1+3+32)+(2+2×3+2×32)+(22+22×3+22×32)=(1+2+22)(1+3+32)=91,参照上述方法,可求得2000的所有正约数之和为 4836 .
【考点】类比推理.
【分析】这是一个类比推理的问题,在类比推理中,参照上述方法,2000的所有正约数之和可按如下方法得到:因为2000=24×53,所以2000的所有正约数之和为(1+2+22+23+24)(1+5+52+53),即可得出答案.
【解答】解:类比36的所有正约数之和的方法,有:
2000的所有正约数之和可按如下方法得到:因为2000=24×53,
所以2000的所有正约数之和为(1+2+22+23+24)(1+5+52+53)=4836.
可求得2000的所有正约数之和为
4836.
故答案为:4836.
15.设x1,x2是函数f(x)=x3﹣2ax2+a2x的两个极值点,若x1<2<x2,则实数a的取值范围是 (2,6) .
【考点】函数零点的判定定理.
【分析】由题意可得x1,x2是方程3x2﹣4ax+a2=0的两个实数根,故有3×22﹣4a×2+a2<0,由此求得a的范围.
【解答】解:∵x1,x2是函数f(x)=x3﹣2ax2+a2x的两个极值点,
∴x1,x2是方程的两个实数根,
∴3×22﹣4a×2+a2<0,即
a2﹣8a+12=(a﹣2)(a﹣6)<0,
解得
2<a<6,
故答案为:(2,6).
16.下列结论正确的是 (2)(3) .
(1)函数f(x)=sinx在第一象限是增函数;
(2)△ABC中,“A>B”是“cosA<cosB”的充要条件;
(3)设,是非零向量,命题“若| |=||||,则 t∈R,使得=t”的否命题和逆否命题都是真命题;
(4)函数f(x)=2x3﹣3x2,x∈[﹣2,t](﹣2<t<1)的最大值为0.
【考点】平面向量数量积的运算.
【分析】举例说明(1)错误;利用角的范围结合余弦函数的单调性说明(2)正确;由向量共线的条件判断(3)正确;利用导数求出函数f(x)=2x3﹣3x2,x∈[﹣2,t](﹣2<t<1)的最大值说明(4)错误.
【解答】解:对于(1),390°>60°,但sin390,∴函数f(x)=sinx在第一象限是增函数错误;
对于(2),△ABC中,∵0<A,B<π,且y=cosx在[0,π]上是减函数,∴“A>B”是“cosA<cosB”的充要条件正确;
对于(3),设,是非零向量,若| |=||||,则共线,∴命题“若| |=||||,则 t∈R,使得=t”是真命题,则其逆否命题是真命题;
命题“若| |=||||,则 t∈R,使得=t”的否命题是“若| |≠||||,则 t∈R,≠t”,也是真命题,故(3)是真命题;
对于(4),由f(x)=2x3﹣3x2,得f′(x)=6x2﹣6x=6x(x﹣1),当x∈[﹣2,0),(1,+∞)时,f′(x)>0,原函数为增函数,当x∈(0,1)时,f′(x)<0,原函数为减函数,∴f(x)=2x3﹣3x2在[﹣2,t](﹣2<t<1)上的最大值为,故(4)错误.
故答案为:(2)(3).
三、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.已知命题p:方程x2﹣(2+a)x+2a=0在[﹣1,1]上有且仅有一解;命题q:存在实数x使不等式x2+2ax+2a≤0成立,若命题“¬p且q”是真命题,求a的取值范围.
【考点】复合命题的真假;一元二次不等式.
【分析】先通过因式分解求出方程x2﹣(2+a)x+2a=0的根,再根据判别式确定不等式x2+2ax+2a≤0有解,最后根据复合命题真假求出a的取值范围.
【解答】解:①若命题p为真,由x2﹣(2+a)x+2a=0得(x﹣2)(x﹣a)=0,解得x=2或x=a,
又∵方程x2﹣(2+a)x+2a=0,在[﹣1,1]上有且仅有一解,∴﹣≤a≤1.
②若命题q为真,即存在实数x满足不等式x2+2ax+2a≤0
∴△=4a2﹣8a≥0解得a≤0或a≥2,
因为命题“¬p且q”是真命题,所以,命题p是假命题、命题q是真命题,
当命题p为假时,a<﹣1或a>1,
当命题q为真时,a≤0或a≥2,
因此,实数a的取值范围为(﹣∞,﹣1)∪[2,+∞).
18.已知单调递增的等比数列{an}满足:a2+a3+a4=28,且a3+2是a2,a4的等差中项.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=anlogan,求数列{bn}的前n项和Sn.
【考点】等差数列与等比数列的综合;数列的求和.
【分析】(I)根据a3+2是a2,a4的等差中项和a2+a3+a4=28,求出a3、a2+a4的值,进而得出首项和a1,即可求得通项公式;
(II)先求出数列{bn}的通项公式,然后求出﹣Sn﹣(﹣2Sn),即可求得的前n项和Sn.
【解答】解:(I)设等比数列{an}的首项为a1,公比为q
∵a3+2是a2,a4的等差中项
∴2(a3+2)=a2+a4
代入a2+a3+a4=28,得a3=8
∴a2+a4=20
∴
∴或
∵数列{an}单调递增
∴an=2n
(II)∵an=2n
∴bn==﹣n 2n
∴﹣sn=1×2+2×22+…+n×2n①
∴﹣2sn=1×22+2×23+…+(n﹣1)×2n+n2n+1②
∴①﹣②得,
sn=2+22+23+…+2n﹣n 2n+1=2n+1﹣n 2n+1﹣2
19.△ABC中,三个内角A、B、C所对的边分别为a、b、c,若B=60°,a=(﹣1)c.
(Ⅰ)求角A的大小;
(Ⅱ)已知△ABC的面积为12+4,求函数f(x)=cos2x+asinx的最大值.
【考点】正弦定理;三角函数中的恒等变换应用.
【分析】(Ⅰ)由B的度数表示出A+C的度数,用A表示出C,已知等式利用正弦定理化简,将表示出的C代入利用两角和与差的正弦函数公式化简,整理后得到tanA=1,即可确定出角A的大小;
(Ⅱ)利用三角形面积公式列出关系式,将表示出的c,sinB以及已知面积代入求出a的值,代入f(x)解析式中化简,利用二次函数的性质及正弦函数的值域即可确定出最大值.
【解答】解:(Ⅰ)∵B=60°,∴A+C=120°,即C=120°﹣A,
∵a=(﹣1)c,由正弦定理可得:sinA=(﹣1)sinC,
sinA=(﹣1)sin=(﹣1)(cosA+sinA),
整理得:
cosA+sinA﹣cosA﹣sinA=sinA,
即cosA=sinA,
即sinA=cosA,
∴tanA=1,
则A=45°;
(Ⅱ)∵S△ABC=acsinB=12+4,c=,sinB=,
∴ =12+4,
解得:a=4,
∴f(x)=1﹣2sin2x+4sinx=﹣2(sinx﹣)2+5,
则当sinx=1时,函数f(x)取得最大值4﹣1.
20.桑基鱼塘是某地一种独具地方特色的农业生产形式,某研究单位打算开发一个桑基鱼塘项目,该项目准备购置一块1800平方米的矩形地块,中间挖成三个矩形池塘养鱼,挖出的泥土堆在池塘四周形成基围(阴影部分所示)种植桑树,池塘周围的基围宽均为2米,如图,设池塘所占总面积为S平方米.
(Ⅰ)试用x表示S;
(Ⅱ)当x取何值时,才能使得S最大?并求出S的最大值.
【考点】函数模型的选择与应用.
【分析】(1)由已知该项目占地为1800平方米的矩形地块,我们可得xy=1800,结合图形及x=3a+6,由此我们易将池塘所占面积S表示为变量x的函数.
(2)要求S的最大值,根据xy=1800,直接使用基本不等式,即可求最大值.
【解答】解:(1)由题可得:xy=1800,则x=a+2a+6=3a+6,即a=
∴S=(y﹣4)a+(y﹣6)×2a=(3y﹣16)a=1832﹣6x﹣y=1832﹣(16x+)(x>0).
(2)∵16x+≥1440,当且仅当16x=,即x=45m时,取等号,
∴x=45m时,S取得最大值1352,此时y=40.
21.如图所示,已知椭圆C1和抛物线C2有公共焦点F(1,0),C1的中心和C2的顶点都在坐标原点,过点M(4,0)的直线l与抛物线C2分别相交于A,B两点.
(Ⅰ)写出抛物线C2的标准方程;
(Ⅱ)求证:以AB为直径的圆过原点;
(Ⅲ)若坐标原点关于直线l的对称点P在抛物线C2上,直线l与椭圆C1相切,求椭圆C1的标准方程.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题.
【分析】(Ⅰ)设出抛物线C2的标准方程,利用焦点F(1,0),即可得出结论;
(Ⅱ)设AB:x=4+ny,代入抛物线方程,证明=0,即可得出结论;
(Ⅲ)P(4t2,4t),则OP⊥l,且OP的中点(2t2,2t)在直线l上,直线方程代入椭圆方程,利用△=0,可得结论.
【解答】(Ⅰ)解:抛物线C2的标准方程为:y2=2px,
∵焦点F(1,0),
∴p=2
∴抛物线C2的标准方程为y2=4x;
(Ⅱ)证明:设AB:x=4+ny,代入抛物线方程得y2﹣4ny﹣16=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则y1y2=﹣16,x1x2==16,
∴=x1x2+y1y2=0,
∴以AB为直径的圆过原点;
(Ⅲ)解:设P(4t2,4t),则OP⊥l,且OP的中点(2t2,2t)在直线l上,
∴,∴n=±1,
由,得(b2n2+a2)y2+8b2ny+b2(16﹣a2)=0,
由△=0,可得a2+b2=16,
∵a2=b2+1,
∴,
∴椭圆C1的标准方程为.
22.已知函数f(x)=xlnx,g(x)=﹣x2+ax﹣2.
(1)求函数f(x)在[t,t+2](t>0)上的最小值;
(2)若函数y=f(x)与y=g(x)的图象恰有一个公共点,求实数a的值;
(3)若函数y=f(x)+g(x)有两个不同的极值点x1,x2(x1<x2),且x2﹣x1>ln2,求实数a的取值范围.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】(1)求导数,再分类讨论,确定函数在区间上的单调性,即可求得函数的最小值;
(2)将函数图象只有一个公共点转化为方程只有一根,再分离参数,求出函数的最小值即可;
(3)函数由两个不同的极值点转化为导函数等于0的方程有两个不同的实数根,进而转化为图象的交点问题,由此可得结论.
【解答】解:(1)由f′(x)=lnx+1=0,可得x=
∴①时,函数f(x)在(t,)上单调递减,在(,t+2)上单调递增
∴函数f(x)在[t,t+2](t>0)上的最小值为;
②当t≥时,f(x)在[t,t+2]上单调递增,∴f(x)min=f(t)=tlnt,
∴f(x)min=;
(2)函数y=f(x)与y=g(x)的图象恰有一个公共点,等价于f(x)﹣g(x)=xlnx+x2﹣ax+2=0在(0,+∞)上有且只有一根,即a=在(0,+∞)上有且只有一根
令h(x)=,则
∴x∈(0,1)时,h′(x)<0,函数单调递减;x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,函数单调递增
∴a=h(x)min=h(1)=3
(3)y=f(x)+g(x)=xlnx﹣x2+ax﹣2,则y′=lnx﹣2x+1+a
题意即为y′=lnx﹣2x+1+a=0有两个不同的实根x1,x2(x1<x2),
即a=﹣lnx+2x﹣1有两个不同的实根x1,x2(x1<x2),
等价于直线y=a与函数G(x)=﹣lnx+2x﹣1的图象有两个不同的交点
∵,∴G(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增
画出函数图象的大致形状(如右图),
由图象知,当a>G(x)min=G()=ln2时,x1,x2存在,且x2﹣x1的值随着a的增大而增大
而当x2﹣x1=ln2时,由题意
两式相减可得
∴x2=4x1代入上述方程可得
此时
所以,实数a的取值范围为.
2017年2月12日