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第23计 探索开门 智勇双锋
【计名释义】
所谓创新题,就是这之前没有做过,没有见过 ( http: / / www.21cnjy.com )没有现成“套路”可以套用的陌生题目,它的答案(是否存在),它的解法(暂时不知),需要我们在“摸着石头过河”中得以发现和解决.这就是所谓的“探索解题”.?
“石头”,指我们已有的知识和方法,这当然是很重要的.若要“过河”,仅有这些还不够.?
过河人还需要两大素质:大智大勇!?
面对着数学上的探索问题,智、勇体现在哪里?勇——大胆地猜;智——小心地证
【典例示范】
【例1】已知椭圆: 的长轴长为, , 是其长轴顶点, 是椭圆上异于, 的动点,且.
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)求椭圆的标准方程;
(2)如图,若动点在直线上,直线, 分别交椭圆于, 两点.请问:直线是否过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.
【答案】(1);(2)直线过定点.
【解析】试题分析: 由长轴长为得,由,设代入计算得设直线的方程为,求出直线的方程,联立直线与椭圆方程求出, 求出直线过定点
( http: / / www.21cnjy.com )(2)设,则直线的方程为;则直线的方程为联立得消去得: ,则,即代入直线的方程得,故.
联立得消去得: ,则,即代入直线的方程得,故.
当,即,则与轴交点为,
当,即时,下证直线过点,
由 ,
故直线过定点.
【例2】在数列 ( http: / / www.21cnjy.com )中,若 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com )为常数),则 ( http: / / www.21cnjy.com )称为“等方差数列”.下列对“等方差数列”的判断:
①若 ( http: / / www.21cnjy.com )是等方差数列,则 ( http: / / www.21cnjy.com )是等差数列;
② ( http: / / www.21cnjy.com )是等方差数列;
③若 ( http: / / www.21cnjy.com )是等方差数列,则 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com )为常数)也是等方差数列.其中正确命题序号为
__________(写出所有正确命题的序号).
【答案】①②③
( http: / / www.21cnjy.com )
②数列 ( http: / / www.21cnjy.com )中, ( http: / / www.21cnjy.com ),
∴ ( http: / / www.21cnjy.com )是等方差数列;故②正确;
③数列{ ( http: / / www.21cnjy.com )}中的项列举出来是, ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ),…, ( http: / / www.21cnjy.com ),…, ( http: / / www.21cnjy.com ),…
数列 ( http: / / www.21cnjy.com )中的项列举出来是, ( http: / / www.21cnjy.com ),…, ( http: / / www.21cnjy.com ),…,
∵ ( http: / / www.21cnjy.com ),
∴ ( http: / / www.21cnjy.com ).
∴ ( http: / / www.21cnjy.com )
∴ ( http: / / www.21cnjy.com ) (k∈N ,k为常数)是等方差数列;故③正确;
故答案为:①②③.
点睛:(1)做新定义的试题时要严格按照定义列代数式;
(2)验证数列是否为等差数列时,一般可以利用定义法、等差中项法和通项公式法.
【强化训练】
1.唐代诗人杜牧的七绝唐诗中有两句诗为:“今来海上升高望,不到蓬莱不成仙。”其中后一句中“成仙”是“到蓬莱”的( )
A. 充分条件 B. 必要条件
C. 充要条件 D. 既非充分又非必要条件
【答案】A
【解析】因为:不到蓬莱→不成仙,∴成仙→到蓬莱,“成仙”是“到蓬莱”的充分条件,选A.
点睛:充分、必要条件的三种判断方法.
1.定义法:直接判断“若 ( http: / / www.21cnjy.com )则 ( http: / / www.21cnjy.com )”、“若 ( http: / / www.21cnjy.com )则 ( http: / / www.21cnjy.com )”的真假.并注意和图示相结合,例如“ ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )”为真,则 ( http: / / www.21cnjy.com )是 ( http: / / www.21cnjy.com )的充分条件.
2.等价法:利用 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )与非 ( http: / / www.21cnjy.com ) 非 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )与非 ( http: / / www.21cnjy.com ) 非 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )与非 ( http: / / www.21cnjy.com ) 非 ( http: / / www.21cnjy.com )的等价关系,对于条件或结论是否定式的命题,一般运用等价法.
3.集合法:若 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ),则 ( http: / / www.21cnjy.com )是 ( http: / / www.21cnjy.com )的充分条件或 ( http: / / www.21cnjy.com )是 ( http: / / www.21cnjy.com )的必要条件;若 ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com ),则 ( http: / / www.21cnjy.com )是 ( http: / / www.21cnjy.com )的充要条件.
2.已知 ( http: / / www.21cnjy.com ),记 ( http: / / www.21cnjy.com )表示不超过 ( http: / / www.21cnjy.com )的最大整数,如 ( http: / / www.21cnjy.com ),则 ( http: / / www.21cnjy.com )的值域为( )
A. ( http: / / www.21cnjy.com ) B. ( http: / / www.21cnjy.com ) C. ( http: / / www.21cnjy.com ) D. ( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】B
【解析】分析:易得 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com )为整数时,易得 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com )不为整数,设 ( http: / / www.21cnjy.com )其中, ( http: / / www.21cnjy.com ),代入即可得解.
详解:由 ( http: / / www.21cnjy.com ),可知 ( http: / / www.21cnjy.com ).
可得: ( http: / / www.21cnjy.com ).
若 ( http: / / www.21cnjy.com )为整数,则 ( http: / / www.21cnjy.com )
若 ( http: / / www.21cnjy.com )不为整数,设 ( http: / / www.21cnjy.com )其中, ( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )的值域为 ( http: / / www.21cnjy.com ).
故选B.
点睛:本题考查了函数的中心对称性,得到 ( http: / / www.21cnjy.com ),从而可将函数的两个量转换为一个量的讨论, ( http: / / www.21cnjy.com )为整数时易得解, ( http: / / www.21cnjy.com )不为整数时,设为整数加小数部分的结构代入即可.
3.定义可导函数 ( http: / / www.21cnjy.com )的弹性函数为 ( http: / / www.21cnjy.com );在区间D上,若函数 ( http: / / www.21cnjy.com )的弹性函数值大于1,则称 ( http: / / www.21cnjy.com )在区间D上具有弹性,相应的区间D也称作 ( http: / / www.21cnjy.com )的弹性区间.
(1)若 ( http: / / www.21cnjy.com ),求 ( http: / / www.21cnjy.com )的弹性函数及弹性函数的零点;
(2)对于函数 ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )(其中e为自然对数的底数),求 ( http: / / www.21cnjy.com )的弹性区间D.
【答案】(1)弹性函数为 ( http: / / www.21cnjy.com ).其零点为 ( http: / / www.21cnjy.com ).
(2) ( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )试题解析:
(1) ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com ).
令 ( http: / / www.21cnjy.com ),解得 ( http: / / www.21cnjy.com ),
所以 ( http: / / www.21cnjy.com )弹性函数的零点为 ( http: / / www.21cnjy.com ).
⑵ ( http: / / www.21cnjy.com ),函数定义域为 ( http: / / www.21cnjy.com )。
因为 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ),
( http: / / www.21cnjy.com )的弹性函数 ( http: / / www.21cnjy.com ),
此不等式等价于下面两个不等式组,
(Ⅰ) ( http: / / www.21cnjy.com )或(Ⅱ) ( http: / / www.21cnjy.com ).
因①对应的函数就是 ( http: / / www.21cnjy.com ),
由 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com )在定义域上单调增,
又 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以①的解为 ( http: / / www.21cnjy.com );
而② ( http: / / www.21cnjy.com ),
( http: / / www.21cnjy.com )在 ( http: / / www.21cnjy.com )上恒正,
则 ( http: / / www.21cnjy.com )在 ( http: / / www.21cnjy.com )上单调递增,所以 ( http: / / www.21cnjy.com ),故②在 ( http: / / www.21cnjy.com )上恒成立.
于是不等式组(Ⅰ)的解为 ( http: / / www.21cnjy.com ).
同①的解法得③的解为 ( http: / / www.21cnjy.com );
因为在 ( http: / / www.21cnjy.com )时,④左正、右负,不可能成立.
故不等式组(Ⅱ)无实数解.
综上, ( http: / / www.21cnjy.com )的弹性区间 ( http: / / www.21cnjy.com ).
点睛:导数是研究函数的单调性、极值(最值) ( http: / / www.21cnjy.com )最有效的工具,而函数是高中数学中重要的知识点,所以在历届高考中,对导数的应用的考查都非常突出 ,本专题在高考中的命题方向及命题角度 从高考来看,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行: (1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系. (2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数. (3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题. (4)考查数形结合思想的应用.
4.已知 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com )为实数,函数 ( http: / / www.21cnjy.com ),函数 ( http: / / www.21cnjy.com ).
(1) 当 ( http: / / www.21cnjy.com )时,令 ( http: / / www.21cnjy.com ),若 ( http: / / www.21cnjy.com )恒成立,求实数 ( http: / / www.21cnjy.com )的取值范围;
(2) 当 ( http: / / www.21cnjy.com )时,令 ( http: / / www.21cnjy.com ),是否存在实数 ( http: / / www.21cnjy.com ),使得对于函数 ( http: / / www.21cnjy.com )定义域中的任意实数 ( http: / / www.21cnjy.com ),均存在实数 ( http: / / www.21cnjy.com ),有 ( http: / / www.21cnjy.com )成立?若存在,求出实数 ( http: / / www.21cnjy.com )的取值集合;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) ( http: / / www.21cnjy.com );(2)见解析
( http: / / www.21cnjy.com )① b≤ ( http: / / www.21cnjy.com )时,因为b(x+1)-1≤ ( http: / / www.21cnjy.com ) (x+1)-1< ( http: / / www.21cnjy.com )×2-1=0,
故Q′(x)<0,所以函数y=Q(x)在x∈(0,1)时单调递减,Q(x)>Q(1)=0,
即H′(x)>0,从而函数y=H(x)在x∈(0,1)时单调递增,
故H(x)② 当b> ( http: / / www.21cnjy.com ),Q′(x)= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com ),
因为b> ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com )-1<1,记I= ( http: / / www.21cnjy.com )∩(0,1),则当x∈I时,x- ( http: / / www.21cnjy.com )>0,
故Q′(x)>0,所以函数y=Q(x)在x∈I时单调递增,Q(x)即H′(x)<0,从而函数y=H(x)在x∈I时单调递减,所以H(x)>H(1)=0,此时(*)不成立;
所以当x∈(0,1),G(x)= ( http: / / www.21cnjy.com )lnx≥1恒成立时,b≤ ( http: / / www.21cnjy.com );
2) 当x∈(1,+∞)时,G(x)= ( http: / / www.21cnjy.com )lnx≥1可化为(bx+1-b)lnx-x+1≥0,
令H(x)=(bx+1-b)lnx-x+1,x∈(1,+∞),问题转化为:
H(x)≥0对任意的x∈(1,+∞)恒成立(**);则H(1)=0,H′(x)=blnx+ ( http: / / www.21cnjy.com )+b-1,H′(1)=0.
令Q(x)=blnx+ ( http: / / www.21cnjy.com )+b-1,则Q′(x)= ( http: / / www.21cnjy.com ).
( http: / / www.21cnjy.com )
ⅱ) 若01,所以x∈ ( http: / / www.21cnjy.com )时,Q′(x)= ( http: / / www.21cnjy.com )= ( http: / / www.21cnjy.com )<0,
故函数y=Q(x)在x∈ ( http: / / www.21cnjy.com )上单调递减,Q(x)所以函数y=H(x)在x∈ ( http: / / www.21cnjy.com )时单调递减,所以H(x)所以当x∈(1,+∞),G(x)= ( http: / / www.21cnjy.com )lnx≥1恒成立时,b≥ ( http: / / www.21cnjy.com ).(15分)
综上所述,当x∈(0,1)∪(1,+∞),G(x)= ( http: / / www.21cnjy.com )lnx≥1恒成立时,b= ( http: / / www.21cnjy.com ),从而实数b的取值集合为 ( http: / / www.21cnjy.com ).
5.已知数列 ( http: / / www.21cnjy.com )满足 ( http: / / www.21cnjy.com ).数列 ( http: / / www.21cnjy.com ) 前 ( http: / / www.21cnjy.com )项和为 ( http: / / www.21cnjy.com ).
(Ⅰ) 求数列 ( http: / / www.21cnjy.com )的通项公式;
(Ⅱ)若 ( http: / / www.21cnjy.com ),求正整数 ( http: / / www.21cnjy.com )的值;
(Ⅲ)是否存在正整数 ( http: / / www.21cnjy.com ),使得 ( http: / / www.21cnjy.com )恰好为数列 ( http: / / www.21cnjy.com )中的一项?若存在,求出所有满足条件的 ( http: / / www.21cnjy.com )值,若不存在,说明理由.
【答案】(Ⅰ) ( http: / / www.21cnjy.com )(Ⅱ) ( http: / / www.21cnjy.com )(III) ( http: / / www.21cnjy.com )或 ( http: / / www.21cnjy.com )
【解析】(I) ( http: / / www.21cnjy.com ),因此数列 ( http: / / www.21cnjy.com )的奇数项依次构成以 ( http: / / www.21cnjy.com )为首项, ( http: / / www.21cnjy.com )为公差的等差数列,所以 ( http: / / www.21cnjy.com ).
( http: / / www.21cnjy.com ) ,因此数列 ( http: / / www.21cnjy.com )偶数项依次构成以 ( http: / / www.21cnjy.com )为首项, ( http: / / www.21cnjy.com )为公比的等比数列,所以 ( http: / / www.21cnjy.com ).
故 ( http: / / www.21cnjy.com ) .
( http: / / www.21cnjy.com )
(III)若 ( http: / / www.21cnjy.com )为 ( http: / / www.21cnjy.com )中的一项,则 ( http: / / www.21cnjy.com )为正整数
又 ( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com ),
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ),
故若 ( http: / / www.21cnjy.com )为 ( http: / / www.21cnjy.com )中的某一项只能为 ( http: / / www.21cnjy.com ),
①若 ( http: / / www.21cnjy.com )无解;
②若 ( http: / / www.21cnjy.com ),显然 ( http: / / www.21cnjy.com )不符合题意, ( http: / / www.21cnjy.com )符合题意,
当 ( http: / / www.21cnjy.com )时,设 ( http: / / www.21cnjy.com ),则 ( http: / / www.21cnjy.com )
即 ( http: / / www.21cnjy.com )为增函数,故 ( http: / / www.21cnjy.com ),即 ( http: / / www.21cnjy.com )为增函数,
故 ( http: / / www.21cnjy.com ),故当 ( http: / / www.21cnjy.com )时方程 ( http: / / www.21cnjy.com )无解,
即 ( http: / / www.21cnjy.com )是方程唯一解;
③若 ( http: / / www.21cnjy.com )即 ( http: / / www.21cnjy.com ),
综上所述, ( http: / / www.21cnjy.com )或 ( http: / / www.21cnjy.com ).
6.如图,四边形 ( http: / / www.21cnjy.com )中, ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com )分别在 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com )上, ( http: / / www.21cnjy.com ),现将四边形 ( http: / / www.21cnjy.com )沿 ( http: / / www.21cnjy.com )折起,使平面 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ).
(Ⅰ)若 ( http: / / www.21cnjy.com ),在折叠后的线段 ( http: / / www.21cnjy.com )上是否存在一点 ( http: / / www.21cnjy.com ),且 ( http: / / www.21cnjy.com ),使得 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com )?若存在,求出 ( http: / / www.21cnjy.com )的值;若不存在,说明理由;
(Ⅱ)求三棱锥 ( http: / / www.21cnjy.com )的体积的最大值.
( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】(Ⅰ)见解析.(Ⅱ)3.
【解析】分析:(Ⅰ)在折叠后的图中过 ( http: / / www.21cnjy.com )作 ( http: / / www.21cnjy.com ),交 ( http: / / www.21cnjy.com )于 ( http: / / www.21cnjy.com ),过 ( http: / / www.21cnjy.com )作 ( http: / / www.21cnjy.com )交 ( http: / / www.21cnjy.com )于 ( http: / / www.21cnjy.com ),连结 ( http: / / www.21cnjy.com ),易证得 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ),得 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ),从而得平面 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ),可得 ( http: / / www.21cnjy.com );
(Ⅱ)设 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ),由棱锥的体积公式可得 ( http: / / www.21cnjy.com ),从而可得最值.
详解:(Ⅰ)在折叠后的图中过 ( http: / / www.21cnjy.com )作 ( http: / / www.21cnjy.com ),交 ( http: / / www.21cnjy.com )于 ( http: / / www.21cnjy.com ),过 ( http: / / www.21cnjy.com )作 ( http: / / www.21cnjy.com )交 ( http: / / www.21cnjy.com )于 ( http: / / www.21cnjy.com ),连结 ( http: / / www.21cnjy.com ),在四边形 ( http: / / www.21cnjy.com )中, ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com ).
折起后 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ),
又平面 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ),平面 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ).
又 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ),
因为 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ),所以平面 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ),因为 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ).
所以在 ( http: / / www.21cnjy.com )存在一点 ( http: / / www.21cnjy.com ),且 ( http: / / www.21cnjy.com ),使 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ).
(Ⅱ)设 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ),
故 ( http: / / www.21cnjy.com )
所以当 ( http: / / www.21cnjy.com )时, ( http: / / www.21cnjy.com )取得最大值3.
点睛:解决与平行、垂直有关的探索性问题时, ( http: / / www.21cnjy.com )通常假定题中的数学对象存在(或结论成立),然后在这个前提下进行逻辑推理,若能导出与条件吻合的数据或事实,说明假设成立,即存在,并可进一步证明;若导出与条件或实际情况相矛盾的结果,则说明假设不成立,即不存在.
7.在四棱锥 ( http: / / www.21cnjy.com )中, ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com )
(I)求证: ( http: / / www.21cnjy.com );
(II)求证: ( http: / / www.21cnjy.com );
(III)设点E为AB的中点,在棱PB上是否存在点F,使得 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ) 说明理由.
( http: / / www.21cnjy.com )
【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)见解析;(III)存在.理由见解析.
【解析】试题分析:(Ⅰ)利用线面垂直的判定定理证明 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com );(Ⅱ)利用线面垂直的判定定理证明 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ),即可证明平面 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com );(III)在棱 ( http: / / www.21cnjy.com )上存在中点 ( http: / / www.21cnjy.com ),使得 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ),利用线面平行的判定定理证明.
试题解析:(I)因为 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com ).
又因为 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ).
(II)因为 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com ).
因为 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以 ( http: / / www.21cnjy.com ).
所以 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ),所以平面 ( http: / / www.21cnjy.com )平面 ( http: / / www.21cnjy.com ).
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
8.已知椭圆 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )的左焦点 ( http: / / www.21cnjy.com )左顶点 ( http: / / www.21cnjy.com ).
(Ⅰ)求椭圆 ( http: / / www.21cnjy.com )的方程;
(Ⅱ)已知 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com )是椭圆上的两点, ( http: / / www.21cnjy.com )是椭圆上位于直线 ( http: / / www.21cnjy.com )两侧的动点.若 ( http: / / www.21cnjy.com ),试问直线 ( http: / / www.21cnjy.com )的斜率是否为定值?请说明理由.
【答案】(Ⅰ) ( http: / / www.21cnjy.com ).(Ⅱ) ( http: / / www.21cnjy.com ).
【解析】分析:(Ⅰ)根据条件依次求得 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com )和 ( http: / / www.21cnjy.com ),从而可得方程;
(Ⅱ)当∠APQ=∠BPQ,则PA、PB的斜率之和为0,设直线PA的斜率为k,则PB的斜率为-k,PA的直线方程为y-3=k(x-2),PB的直线方程为y-9=-k(x-2),由此利用韦达定理结合已知条件能求出AB的斜率为定值 ( http: / / www.21cnjy.com ).
详解:(Ⅰ)由题意可得, ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com )由 ( http: / / www.21cnjy.com ),得 ( http: / / www.21cnjy.com )
所以椭圆 ( http: / / www.21cnjy.com )的方程为 ( http: / / www.21cnjy.com ).
(Ⅱ)当 ( http: / / www.21cnjy.com )时, ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com )的斜率之和为 ( http: / / www.21cnjy.com ),设直线 ( http: / / www.21cnjy.com )的斜率为 ( http: / / www.21cnjy.com ),则直线 ( http: / / www.21cnjy.com )的斜率为 ( http: / / www.21cnjy.com ),设 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com )的方程为 ( http: / / www.21cnjy.com ).
联立 ( http: / / www.21cnjy.com )消 ( http: / / www.21cnjy.com )得
( http: / / www.21cnjy.com ).
所以 ( http: / / www.21cnjy.com )
同理 ( http: / / www.21cnjy.com )
所以 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ).
所以 ( http: / / www.21cnjy.com ).
所以 ( http: / / www.21cnjy.com )的斜率为定值 ( http: / / www.21cnjy.com )
点睛:本题主要考查椭圆的标准方程与几何性质、直线与圆锥曲线的位置关系的应用问题,解答此类题目,通常利用 ( http: / / www.21cnjy.com )的关系,确定椭圆(圆锥曲线)方程是基础,通过联立直线方程与椭圆(圆锥曲线)方程的方程组,应用一元二次方程根与系数的关系,得到“目标函数”的解析式,确定函数的性质进行求解,此类问题易错点是复杂式子的变形能力不足,导致错漏百出,本题能较好的考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力、分析问题解决问题的能力等.
9.已知长轴长为4的椭圆 ( http: / / www.21cnjy.com )过点 ( http: / / www.21cnjy.com ),右焦点为 ( http: / / www.21cnjy.com )。
(1)求椭圆 ( http: / / www.21cnjy.com )的方程;
(2)是否存在 ( http: / / www.21cnjy.com )轴上的定点 ( http: / / www.21cnjy.com ),使得过 ( http: / / www.21cnjy.com )的直线 ( http: / / www.21cnjy.com )交椭圆于 ( http: / / www.21cnjy.com )两点.设点 ( http: / / www.21cnjy.com )为点 ( http: / / www.21cnjy.com )关于 ( http: / / www.21cnjy.com )轴的对称点,且 ( http: / / www.21cnjy.com )三点共线?若存在,求 ( http: / / www.21cnjy.com )点坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1) ( http: / / www.21cnjy.com );(2)存在定点 ( http: / / www.21cnjy.com )满足条件.
( http: / / www.21cnjy.com )(2)存在定点 ( http: / / www.21cnjy.com )满足条件:
设 ( http: / / www.21cnjy.com ),直线 ( http: / / www.21cnjy.com )方程为 ( http: / / www.21cnjy.com ),联立 ( http: / / www.21cnjy.com )
消 ( http: / / www.21cnjy.com )有 ( http: / / www.21cnjy.com )
设 ( http: / / www.21cnjy.com ), ( http: / / www.21cnjy.com ),则 ( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com ),且 ( http: / / www.21cnjy.com )
由 ( http: / / www.21cnjy.com )三点共线有:
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )
( http: / / www.21cnjy.com )存在定点 ( http: / / www.21cnjy.com )满足条件.
点睛:圆锥曲线中定点问题的常见解法
(1)假设定点坐标,根据题 ( http: / / www.21cnjy.com )意选择参数,建立一个直线系或曲线系方程,而该方程与参数无关,故得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即所求定点;
(2)从特殊位置入手,找出定点,再证明该点符合题意.
10.对于三次函数 ( http: / / www.21cnjy.com )给出定义:设 ( http: / / www.21cnjy.com )是函数 ( http: / / www.21cnjy.com )的导数, ( http: / / www.21cnjy.com )是函数 ( http: / / www.21cnjy.com )的导数,若方程 ( http: / / www.21cnjy.com )有实数解 ( http: / / www.21cnjy.com ),则称点 ( http: / / www.21cnjy.com )为函数 ( http: / / www.21cnjy.com )的“拐点”,某同学经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且“拐点”就是对称中心。给定函数 ( http: / / www.21cnjy.com ),请你根据上面探究结果,计算 ( http: / / www.21cnjy.com )__________.
【答案】2016
( http: / / www.21cnjy.com )
点睛:函数对称性代数表示
(1)函数 ( http: / / www.21cnjy.com )为奇函数 ( http: / / www.21cnjy.com ) ,函数 ( http: / / www.21cnjy.com )为偶函数 ( http: / / www.21cnjy.com )(定义域关于原点对称);
(2)函数 ( http: / / www.21cnjy.com )关于点 ( http: / / www.21cnjy.com )对称 ( http: / / www.21cnjy.com ),函数 ( http: / / www.21cnjy.com )关于直线 ( http: / / www.21cnjy.com )对称 ( http: / / www.21cnjy.com ),
(3)函数周期为T,则 ( http: / / www.21cnjy.com )