已知函数,其中a为常数.
(1)若f(x)的图象在x=1处的切线经过点(3,4),求实数a的值;
(2)若0<a<1,求证:;
(3)当函数存在三个不同的零点时,求实数a的取值范围
(1) ;(2)详见解析;(3) .
【详解】
试题分析:(1)根据导数的几何意义可得:,再结合斜率公式进而得出的值;(2)表示出,然后构造函数通过讨论函数的单调性证明;(3)将函数零点的问题转化为函数图像与轴交点个数的问题,通过导数讨论函数的单调性来解决.
试题解析:由题知
(Ⅰ)
(Ⅱ),令,
则
∴时,单调递减,
故时,,
∴当时,
(Ⅲ)
①
∴至多只有一个零点,不合题意;
②
∴至多只有一个零点,不合题意;
③
此时,在上递减,上递增,上递减,所以,至多有三个零点.因为在递增,所以,又因为,所以,使得,又,所以恰有三个不同零点:,所以函数存在三个不同的零点时,的取值范围是.
考点:函数与导数综合应用.
对于数列,若存在常数M>0,对任意的n∈N*,恒有,则称数列为B-数列.
(1)首项为1,公比q()的等比数列是否为B-数列?请说明理由;
(2)设Sn是数列{xn}的前n项和,给出下列两组论断:
A组:①数列{xn}是B-数列,②数列{xn}不是B-数列
B组:①数列{Sn}是B-数列,②数列{Sn}不是B-数列
请以其中一组的一个论断为条件,另一组的一个论断为结论组成一个命题.判断所给命题的真假,并证明你的结论.
(3)若数列{an}、都是B-数列,证明:数列{anbn}也是B-数列
(1)是B-数列(2)命题1为假命题. 命题2为真命题.(3)见解析
【详解】
解:(1)设满足条件的等比数列为{an},则.于是
因此,
因为|q|<1,所以
即
故首项为1,公比q(|q|<1)的等比数列是B-数列.
(2)命题1:若数列{xn}是B-数列,则数列{Sn}也是B-数列此命题为假命题.
事实上,设x=1,n∈N*,易知数列{xn}是B-数列,但Sn=n,
此时.
由n的任意性,知数列{Sn}不是B-数列
命题2:若数列{Sn}是B-数列,则数列{xn}也是B-数列此命题为真命题.
事实上,因为数列{Sn}是B-数列,所以存正数M,对任意n∈N*有
即.于是
所以数列{xn}是B-数列
按题中要求组成其它命题时,仿上述解法即可获得解决.
(3)若数列{an}、{bn}都是B-数列,则存在正数M1,M2,使得对任意n∈N*,有
,
.
注意到
同理,可得.记,则有
因此, .
故数列数列{anbn}是B-数列.
如图,在平面直角坐标系xOy中,已知点F1、F2分别为椭圆E:的左、右焦点,A,B分别是椭圆E的左、右顶点,D(1,0)为线段OF2的中点,且.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若M为椭圆上的动点(异于A、B),连接MF1并延长交椭圆E于点N,连接MD、ND并分别延长交椭圆E于点P、Q,连接PQ设直线MN、PQ的斜率存在且分别为k1、k2,试问题是否存在常数,使得恒成立?若存在,求出的值;若不存在,说明理由.
(1)(2)-
【解析】
(1)∵+5=0,∴=5.∴a+c=5(a-c),化简得2a=3c,故椭圆E的离心率为.
(2)存在满足条件的常数λ,λ=-.点D(1,0)为线段OF2的中点,∴c=2,从而a=3,b=,左焦点F1(-2,0),椭圆E的方程为=1,设M(x1,y1),N(x2,y2),P(x3,y3),Q(x4,y4),则直线MD的方程为x=y+1,代入椭圆方程=1,整理得,y2+y-4=0.∵y1+y3=,∴y3=.从而x3=,故点P.同理,点Q.∵三点M、F1、N共线,∴,从而x1y2-x2y1=2(y1-y2).从而k2=,故k1-=0,从而存在满足条件的常数λ=-
设f(x)是定义在区间(1,+∞)上的函数,其导函数为.如果存在实数a和函数h(x),其中h(x)对任意的x∈(1,+∞)都有h(x)>0,使得=h(x)(x2-ax+1),则称函数f(x)具有性质P(a).
(1)设函数,其中b为实数.
①求证:函数f(x)具有性质P(a).②求函数f(x)的单调区间.
(2)已知函数g(x)具有性质P(2),给定x1,x2∈(1,+∞),x1<x2.设m为实数, ,且.若,求实数m的取值范围
(1)当b≤2时,函数f(x)的单调增区间为(1,+∞);
当b>2时,函数f(x)的单调减区间为(1,),单调增区间为(,+∞).
(2)(0,1)
【解析】
解:(1)由f(x)=ln x+,得f′(x)=.
①证明:因为x>1时,h(x)=>0,所以函数f(x)具有性质P(b).
②当b≤2时,由x>1得x2-bx+1≥x2-2x+1=(x-1)2>0,
所以f′(x)>0.从而函数f(x)在区间(1,+∞)上单调递增.
当b>2时,令x2-bx+1=0得
x1=,x2=.
因为x1==<<1,
x2=>1,
所以当x∈(1,x2)时,f′(x)<0;当x∈(x2,+∞)时,f′(x)>0;当x=x2时,f′(x)=0.从而函数f(x)在区间(1,x2)上单调递减,在区间(x2,+∞)上单调递增.
综上所述,当b≤2时,函数f(x)的单调增区间为(1,+∞);
当b>2时,函数f(x)的单调减区间为(1,),单调增区间为(,+∞).
(2)由题设知,g(x)的导函数
g′(x)=h(x)(x2-2x+1),
其中函数h(x)>0对于任意的x∈(1,+∞)都成立,
所以当x>1时,g′(x)=h(x)(x-1)2>0,
从而g(x)在区间(1,+∞)上单调递增.
①当m∈(0,1)时,
有α=mx1+(1-m)x2>mx1+(1-m)x1=x1,
α<mx2+(1-m)x2=x2,即α∈(x1,x2),
同理可得β∈(x1,x2).
所以由g(x)的单调性知g(α),g(β)∈(g(x1),g(x2)),从而有|g(α)-g(β)|<|g(x1)-g(x2)|,符合题意.
②当m≤0时,α=mx1+(1-m)x2≥mx2+(1-m)x2=x2,β=(1-m)x1+mx2≤(1-m)x1+mx1=x1,于是由α>1,β>1及g(x)的单调性知g(β)≤g(x1)<g(x2)≤g(α),
所以|g(α)-g(β)|≥|g(x1)-g(x2)|,与题意不符.
③当m≥1时,同理可得α≤x1,β≥x2,
进而得|g(α)-g(β)|≥|g(x1)-g(x2)|,与题意不符.
综上所述,所求的m的取值范围为(0,1).
设x,y,z为非零实数,满足xy+yz+zx=1,证明:.
不等式的证明一般可以考虑运用作差法或者是利用分析法来证明.
【解析】
试题分析:为使所证式有意义,三数中至多有一个为0;据对称性,不妨设,则;
、当时,条件式成为,,,而
,
只要证,,即,也即,此为显然;取等号当且仅当.
、再证,对所有满足的非负实数,皆有
.显然,三数中至多有一个为0,据对称性,
仍设,则,令,为锐角,以为内角,构作,则,于是,且由知,;于是,即是一个非钝角三角形.
下面采用调整法,对于任一个以为最大角的非钝角三角形,固定最大角,将调整为以为顶角的等腰,其中,且设,记,据知,
.今证明,.即
……①.
即要证……②
先证……③,即证,
即,此即,也即
,即,此为显然.
由于在中,,则;而在中,
,因此②式成为
……④,
只要证,……⑤,即证,注意③式以及
,只要证,即,也即…⑥
由于最大角满足:,而,则,所以
,故⑥成立,因此⑤得证,由③及⑤得④成立,从而①成立,即,因此本题得证.
考点:不等式的证明
点评:主要是考查了不等式的证明,方法比较多,一般是分析法和作差法构造函数法,属于难度题.
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