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1、
壓軸題(二)
12.設(shè)實(shí)數(shù)m>0,若對(duì)任意的x≥e,不等式x2ln x-me≥0恒成立,則m的最大值是( )
A. B.
C.2e D.e
答案 D
解析 不等式x2ln x-me≥0?x2ln x≥me?xln x≥e?eln xln x≥e,設(shè)f(x)=xex(x>0),則f′(x)=(x+1)ex>0,所以f(x)在(0,+∞)上是增函數(shù),因?yàn)?0,ln x>0,所以≤ln x,即m≤xln x對(duì)任意的x≥e恒成立,此時(shí)只需m≤(xln x)min,設(shè)g(x)=xln x(x≥e),g′(x)=ln x+1>0(x≥e),所以g(x)在[e,+∞)上為增函數(shù),所以g(
2、x)min=g(e)=e,所以m≤e,即m的最大值為e.故選D.
16.祖暅?zhǔn)俏覈媳背瘯r(shí)期杰出的數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家祖沖之的兒子,他提出了一條原理:“冪勢既同,則積不容異”,這里的“冪”指水平截面的面積,“勢”指高,這句話的意思是兩個(gè)等高的幾何體,若在所有等高處的水平截面的面積相等,則這兩個(gè)幾何體體積相等,一般大型熱電廠的冷卻塔大都采用雙曲線型,設(shè)某雙曲線型冷卻塔是曲線-=1(a>0,b>0)與直線x=0,y=0和y=b所圍成的平面圖形繞y軸旋轉(zhuǎn)一周所得,如圖所示,試應(yīng)用祖暅原理類比求球體體積公式的方法,求出此冷卻塔的體積為________.
答案 πa2b
解析 如題圖,A點(diǎn)在雙曲線
3、上,B點(diǎn)在漸近線上,則圖中圓環(huán)的面積為πx-πx=π-π2=πa2,從而根據(jù)祖暅原理可知,該雙曲線型冷卻塔挖出一個(gè)以漸近線為母線的圓錐后的幾何體的體積等于底面半徑為a、高為b的圓柱的體積,所以此冷卻塔的體積為πa2b+πa2b=πa2b.
20.(2019·河南開封三模)已知函數(shù)f(x)=ex-a,g(x)=a(x-1)(常數(shù)a∈R).
(1)當(dāng)g(x)與f(x)的圖象相切時(shí),求a的值;
(2)設(shè)φ(x)=f(x)-g(x2),討論φ(x)在(0,+∞)上零點(diǎn)的個(gè)數(shù).
解 (1)設(shè)切點(diǎn)為A(x0,e-a),因?yàn)閒′(x)=ex,所以過A點(diǎn)的切線方程為y-e+a=e (x-x0),即y=
4、ex-x0e+e-a,
由題意可得
解得a=e.
(2)由題意可得φ(x)=ex-ax2,設(shè)函數(shù)h(x)=1-ax2e-x,φ(x)在(0,+∞)上零點(diǎn)的個(gè)數(shù)與h(x)在(0,+∞)上零點(diǎn)的個(gè)數(shù)相同,當(dāng)a≤0時(shí),h(x)>0,h(x)沒有零點(diǎn);當(dāng)a>0時(shí),h′(x)=ax(x-2)e-x,x∈(0,2)時(shí),h′(x)<0;x∈(2,+∞)時(shí),h′(x)>0,∴h(x)在(0,2)上單調(diào)遞減,在(2,+∞)上單調(diào)遞增.故h(2)=1-是h(x)在(0,+∞)上的最小值.
①若h(2)>0,即a<時(shí),h(x)在(0,+∞)上沒有零點(diǎn);
②若h(2)=0,即a=時(shí),h(x)在(0,+∞
5、)上只有一個(gè)零點(diǎn);
③若h(2)<0,即a>時(shí),由于h(0)=1,所以h(x)在(0,+∞)上有兩個(gè)零點(diǎn),
綜上,當(dāng)a<時(shí),φ(x)在(0,+∞)上沒有零點(diǎn);當(dāng)a=時(shí),φ(x)在(0,+∞)上只有一個(gè)零點(diǎn);當(dāng)a>時(shí),φ(x)在(0,+∞)上有兩個(gè)零點(diǎn).
21.(2019·全國卷Ⅱ)已知點(diǎn)A(-2,0),B(2,0),動(dòng)點(diǎn)M(x,y)滿足直線AM與BM的斜率之積為-.記M的軌跡為曲線C.
(1)求C的方程,并說明C是什么曲線;
(2)過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線交C于P,Q兩點(diǎn),點(diǎn)P在第一象限,PE⊥x軸,垂足為E,連接QE并延長交C于點(diǎn)G.
①證明:△PQG是直角三角形;
②求△PQG面積的
6、最大值.
解 (1)由題意,得·=-,
化簡,得+=1(|x|≠2),
所以C為中心在坐標(biāo)原點(diǎn),焦點(diǎn)在x軸上的橢圓,不含左右頂點(diǎn).
(2)①證明:設(shè)直線PQ的斜率為k,則其方程為y=kx(k>0).
由得x=±.
設(shè)u=,則P(u,uk),Q(-u,-uk),E(u,0).
于是直線QG的斜率為,方程為y=(x-u).
由
得(2+k2)x2-2uk2x+k2u2-8=0.(*)
設(shè)G(xG,yG),則-u和xG是方程(*)的解,
故xG=,由此,得yG=.
從而直線PG的斜率為=-.
所以PQ⊥PG,即△PQG是直角三角形.
②由①,得|PQ|=2u,|PG|=,
所以△PQG的面積
S=|PQ|·|PG|=
=.
設(shè)t=k+,
則由k>0,得t≥2,當(dāng)且僅當(dāng)k=1時(shí)取等號(hào).
因?yàn)镾=在[2,+∞)上單調(diào)遞減,
所以當(dāng)t=2,即k=1時(shí),S取得最大值,最大值為.
因此,△PQG面積的最大值為.