∴M?0,2,1?为BC的中点,S?DBM?∴VM?BDE?1S?CDM?2,B到面DEM的距离h?2, 214?S?DEM?h?. 3343.(本小题满分12分)
x22?y?1(a?0)的右焦点,点M(m,0)、N(0,n)分别是x轴、y轴已知点F是椭圆21?a上的动点,且满足MN?NF?0.若点P满足OM?2ON?PO.
(1)求点P的轨迹C的方程;
(2)设过点F任作一直线与点P的轨迹交于A、B两点,直线OA、OB与直线
????????,试判断FS?FT是否为定值?若是,求出这个x??a分别交于点S、T(O为坐标原点)
定值;若不是,请说明理由.
????????【答案】(1)y?4ax;(2)FS?FT的值是定值,且定值为0.
2x22?y?1(a?0)右焦点F的坐标为(a,0), 【解析】(1)?椭圆21?a??????????NF?(a,?n).?MN?(?m,n),?由MN?NF?0,得n2?am?0.
设点P的坐标为(x,y),由OM?2ON?PO,有(m,0)?2(0,n)?(?x,?y),
?m??x,?22?y代入n?am?0,得y?4ax. n?.?2?y12y22,y1)、B(,y2), (2)(法一)设直线AB的方程为x?ty?a,A(4a4a则lOA:y?4a4ax,lOB:y?x. y1y24a?y?x,4a24a2?
y1,得S(?a,?由?), 同理得T(?a,?).
y1y2?x??a?
????????????????4a24a216a42. ?FS?(?2a,?),FT?(?2a,?),则FS?FT?4a?y1y2y1y2由??x?ty?a,2?y?4ax,得y?4aty?4a?0,?y1y2??4a2.
2216a4则FS?FT?4a??4a2?4a2?0. 2(?4a)????????因此,FS?FT的值是定值,且定值为0.
(法二)①当AB?x时, A(a,2a)、B(a,?2a),则lOA:y?2x, lOB:y??2x.
?????y?2x,由? 得点S的坐标为S(?a,?2a),则FS?(?2a,?2a). ?x??a?????y??2x,由? 得点T的坐标为T(?a,2a),则FT?(?2a,2a).
x??a??????????FS?FT?(?2a)?(?2a)?(?2a)?2a?0.
2y②当AB不垂直x轴时,设直线AB的方程为y?k(x?a)(k?0),A(1,y1)、
4a2????????16a4y22. B(,y2),同解法一,得FS?FT?4a?4ay1y22 由??y?k(x?a),2?y?4ax,得ky2?4ay?4ka2?0,?y1y2??4a2.
16a4则FS?FT?4a??4a2?4a2?0. 2(?4a)????????因此,FS?FT的值是定值,且定值为0. 44.(本小题满分12分)
2x2y2以椭圆C:2?2?1(a?b?0)的离心率为6,以其四个顶点为顶点的四边形的面积等于ab323.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过原点且斜率不为0的直线l与椭圆C交于P,Q两点,A是椭圆C的右顶点,直线
AP、AQ分别与y轴交于点M、N,问:以MN为直径的圆是否恒过x轴上的定点?若
恒过x轴上的定点,请求出该定点的坐标;若不恒过x轴上的定点,请说明理由.
x2?y2?1;【答案】(1)(2)以MN为直径的圆恒过x轴上的定点(?1,0),(1,0). 3【解析】(1)依题意,得
c6?,ab?3,又a2?b2?c2, a3?x2?a?3,?y2?1. 解得?故椭圆C的标准方程为3??b?1,(2)A(3,0),设M(0,m),N(0,n),P(x0,y0),
x02?y02?1(1)则由题意,可得, 3?????????且Q(?x0,?y0),AP?(x0?3,y0),AM?(?3,m).
?????????因为A,P,M三点共线,所以AP?AM,
故有(x0?3)m??3y0,解得m??3y0?3y0;同理,可得n?.
x0?3x0?3??????????????????假设存在满足题意的x轴上的定点R(t,0),则有RM?RN,即RM?RN?0. ?????????因为RM?(?t,m),RN?(?t,n),
3y02所以t?mn?0,即t?, ??0,整理得t??2x0?3x0?3x0?322?3y0?3y02又由(1),得3y0?3?x0,所以t?1,解得t?1或t??1. 故以MN为直径的圆恒过x轴上的定点(?1,0),(1,0). 方法二:
(1)同方法一;
(2)①当直线l的斜率不存在时,有P(0,1),Q(0,?1),M(0,1),N(0,?1),此时以MN为直径的圆经过x轴上的点(?1,0)和(1,0); ②当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y?kx,
222?x2233k33k??y?1,,),Q(?联立方程组?3,解得P(,?). 22223k?13k?13k?13k?1?y?kx,?设M(0,m),N(0,n)
又直线AP的斜率k1?k1?3k2?1,直线AM的斜率k2??m, 3,
因为A,P,M三点共线,所以k1?k2,解得得m?3k3k?1?12同理,可得n??3k3k?1?12,
假设存在满足题意的x轴上的定点R(t,0),则有RM?RN, 直线RM的斜率k3??mn,直线RN的斜率k4??, tt2所以k3k4??1,故有t??mn,即t2?整理,得t?1,解得t?1或t??1,
23k3k?1?12?3k3k?1?12,
综合①②,可知以MN为直径的圆恒过x轴上的定点(?1,0),(1,0).
45.(本小题满分12分)
已知函数f?x??alnx?ax?3(a?0). (1)讨论f?x?的单调性;
2(2)若f?x???a?1?x?4?e?0对任意x???e,e??恒成立,求实数a的取值范围(e为
自然常数);
(3)求证:ln22?1?ln32?1?ln42?1?????lnn2?1?1?2lnn!(n?2,
????????n???).
【答案】:(1)当a?0时,增区间为?0,1?,减区间为?1,???;当a?0时,增区间为?1,???,
e?1?e2减区间为?0,1?;(2)a?;(3)见解析.
2【解析】:(1)f?(x)?a(1?x)(x?0), x当a?0时,f(x)的单调增区间为(0,1],单调减区间为[1,??); 当a?0时,f(x)的单调增区间为[1,??),单调减区间为(0,1]. (2)令F(x)?alnx?ax?3?ax?x?4?e?alnx?x?1?e,F?(x)? 若?a?e,a??e,F(x)在e,e2上是增函数,
x?a?0. x??F(x)maxe?1?e2?F(e)?2a?e?e?1?0,a?无解.
222若e??a?e,?e?a??e,F(x)在[e,?a]上是减函数;在[?a,e2]上是增函数,
22e?1?e2,F(e)?a?1?0,a??1.F(e)?2a?e?e?1?0,a?222e?1?e2??e?a?.
22若?a?e,a??e,F(x)在[e,e2]上是减函数,
22F(x)max?F(e)?a?1?0,a??1,?a??e2.
e?1?e2. 综上所述a?2(3)令a??1(或a?1),此时f(x)??lnx?x?3,所以f(1)??2,
由(1)知f(x)??lnx?x?3在(1,??)上单调递增,∴当x?(1,??)时,f(x)?f(1),即?lnx?x?1?0,∴lnx?x?1对一切x?(1,??)成立, ∵n?2,n?N*,则有ln(11111?1)????, 22nn(n?1)nn?1n要证ln(22?1)?ln(32?1)?ln(42?1)???ln(n2?1)?1?2lnn!(n?2,n?N?), 只需证ln(1111?1)?ln(?1)?ln(?1)???ln(?1)?1(n?2,n?N?), 2222234n111111111111ln(2?1)?ln(2?1)?ln(2?1)???ln(2?1)?(1?)?(?)?(?)??(?)?1??1.234n22334n?1nn所以原不等式成立
46.(本小题满分12分)
已知函数f(x)?a(x?1)(ex?a).(常数a?R且a?0). (1)证明:当a?0时,函数f?x?有且只有一个极值点; (2)若函数f?x?存在两个极值点x1,x2,证明:0?f?x1??44??0?fx?且222. ee【解答】:依题意,f?(x)?a[(x?1)?(ex?a)?(x?1)(ex?a)?]?a(x?ex?a), 令h(x)?a(x?e?a),则h?(x)?a(x?1)?ex.
x(x)?0,所以f?(x)在(??,0)上不存(1)①当x?0时,x?e?0,a?0,故h(x)?f?x