当x>1时,f′(x)>0,
∴f(x)在x=1处取得极值.
故选B.
答案 B
8.设P是椭圆
+
=1上一点,F1,F2是椭圆的两个焦点,则cos∠F1PF2的最小值是( )
A.-
B.-1
C.
D.
解析 由椭圆方程a=3,b=2,c=
,
∴cos∠F1PF2=
=
=
=
-1.
∵|PF1|·|PF2|≤(
)2=9,
∴cos∠F1PF2≥
-1=-
,故选A.
答案 A
9.给出下列三个命题:
①若a≥b>-1,则
≥
;
②若正整数m和n满足m≤n,则
≤
;
③设P(x1,y1)为圆O1:
x2+y2=9上任一点,圆O2以Q(a,b)为圆心且半径为1.当(a-x1)2+(b-y1)2=2时,圆O1与圆O2相切.
其中假命题的个数为( )
A.0个B.1个
C.2个D.3个
解析 考查不等式的性质及其证明,两圆的位置关系.显然命题①正确,命题②用“分析法”便可证明其正确性.命题③:
若两圆相切,则两圆心间的距离等于4或2,二者均不符合,故为假命题.故选B.
答案 B
10.如图所示是y=f(x)的导数图像,则正确的判断是( )
①f(x)在(-3,1)上是增函数;
②x=-1是f(x)的极小值点;
③f(x)在(2,4)上是减函数,在(-1,2)上是增函数;
④x=2是f(x)的极小值点.
A.①②③B.②③
C.③④D.①③④
解析 从图像可知,当x∈(-3,-1),(2,4)时,f(x)为减函数,当x∈(-1,2),(4,+∞)时,f(x)为增函数,
∴x=-1是f(x)的极小值点,
x=2是f(x)的极大值点,故选B.
答案 B
11.已知双曲线
-
=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,P是直线l:
x=
(c2=a2+b2)上一点,且PF1⊥PF2,|PF1|·|PF2|=4ab,则双曲线的离心率是( )
A.
B.
C.2D.3
解析 设直线l与x轴交于点A,在Rt△PF1F2中,有|PF1|·|PF2|=|F1F2|·|PA|,则|PA|=
,又|PA|2=|F1A|·|F2A|,则
=(c-
)·(c+
)=
,即4a2b2=b2(c2+a2),即3a2=c2,从而e=
=
.选B.
答案 B
12.设p:
f(x)=x3+2x2+mx+1在(-∞,+∞)内单调递增,q:
m≥
对任意x>0恒成立,则p是q的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
解析 f(x)在(-∞,+∞)内单调递增,则f′(x)≥0在(-∞,+∞)上恒成立,即3x2+4x+m≥0对任意x∈R恒成立,故Δ≤0,即m≥
;m≥
对任意x>0恒成立,即m≥(
)max,因为
=
≤2,当且仅当x=2时,“=”成立,故m≥2.易知p是q的必要不充分条件.
答案 B
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把正确答案填在题中横线上)
13.以
-
=-1的焦点为顶点,顶点为焦点的椭圆方程为________.
解析 ∵双曲线
-
=1的焦点坐标为(0,±4),顶点坐标为(0,±2
),
∴椭圆的顶点坐标为(0,±4),焦点坐标为(0,±2
),在椭圆中a=4,c=2
,b2=4.
∴椭圆的方程为
+
=1.
答案
+
=1
14.给出下列三个命题:
①函数y=tanx在第一象限是增函数;②奇函数的图像一定过原点;③函数y=sin2x+cos2x的最小正周期为π,其中假命题的序号是________.
解析 ①不正确,如x=
时tanx=1,当x=
时tanx=1,而
>
,所以tanx不是增函数;②不正确,如函数y=
是奇函数,但图像不过原点;③正确.
答案 ①②
15.若要做一个容积为324的方底(底为正方形)无盖的水箱,则它的高为________时,材料最省.
解析 把材料最省问题转化为水箱各面的面积之和最小问题,然后列出所用材料和面积关于边长a的函数关系式.
设水箱的高度为h,底面边长为a,
那么V=a2h=324,则h=
,水箱所用材料的面积是S=a2+4ah=a2+
,
令S′=2a-
=0,得a3=648,a=6
,
∴h=
=
=3
,
经检验当水箱的高为3
时,材料最省.
答案 3
16.设m∈R,若函数y=ex+2mx(x∈R)有大于零的极值点,则m的取值范围是________.
解析 因为函数y=ex+2mx(x∈R)有大于零的极值点,所以y′=ex+2m=0有大于0的实根.令y1=ex,y2=-2m,则两曲线的交点必在第一象限.由图像可得-2m>1,即m<-
.
答案 m<-
三、解答题(本大题共6个小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(10分)已知抛物线y=ax2+bx+c过点(1,1),且在点(2,-1)处与直线y=x-3相切,求a,b,c的值.
解 本题涉及了3个未知量,由题意可列出三个方程即可求解.
∵y=ax2+bx+c过点(1,1),
∴a+b+c=1.①
又∵在点(2,-1)处与直线y=x-3相切,
∴4a+2b+c=-1.②
∴y′=2ax+b,且k=1.
∴k=y′
x=2=4a+b=1,③
联立方程①②③得
18.(12分)已知椭圆C1:
+
=1(a>b>0)的离心率为
,直线l:
y=-x+2
与以原点为圆心、以椭圆C1的短半轴长为半径的圆相切.求椭圆C1的方程.
解 ∵e=
,∴e2=
=
=
,∴a2=3b2.
∵直线l:
y=-x+2
与圆x2+y2=b2相切,
∴
=b,∴b=2.∴b2=4,a2=12.
∴椭圆C1的方程是
+
=1.
19.(12分)已知函数f(x)=lnx,g(x)=
(a>0),设F(x)=f(x)+g(x).
(1)求函数F(x)的单调区间;
(2)若以函数y=F(x)(x∈(0,3])图像上任意一点P(x0,y0)为切点的切线的斜率k≤
恒成立,求实数a的最小值.
解
(1)F(x)=f(x)+g(x)=lnx+
(x>0),则F′(x)=
-
=
(x>0),
∵a>0,由F′(x)>0,得x∈(a,+∞),
∴F(x)在(a,+∞)上单调递增;
由F′(x)<0,得x∈(0,a),
∴F(x)在(0,a)上单调递减.
∴F(x)的单调递减区间为(0,a),单调递增区间为(a,+∞).
(2)由
(1)知F′(x)=
(0≤
(0即a≥(-
x
+x0)max,
当x0=1时,-
x
+x0取得最大值
,
∴a≥
,∴amin=
.
20.(12分)已知定点F(0,1)和直线l1:
y=-1,过定点F与直线l1相切的动圆圆心为点C.
(1)求动点C的轨迹方程;
(2)过点F的直线l2交轨迹于两点P,Q,交直线l1于点R,求
·
的最小值.
解
(1)由题设知点C到点F的距离等于它到l1的距离,
∴点C的轨迹是以F为焦点,l1为准线的抛物线.
∴所求轨迹的方程为x2=4y.
(2)由题意知,直线l2的方程可设为y=kx+1(k≠0),与抛物线方程联立消去y得x2-4kx-4=0.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),
则x1+x2=4k,x1x2=-4.
又易得点R的坐标为(-
,-1).
∴
·
=(x1+
,y1+1)·(x2+
,y2+1)
=(x1+
)(x2+
)+(kx1+2)(kx2+2)
=(1+k2)x1x2+(
+2k)(x1+x2)+
+4
=-4(1+k2)+4k(
+2k)+
+4
=4(k2+
)+8.
∵k2+
≥2,当且仅当k2=1时取等号,
∴
·
≥4×2+8=16,
即
·
的最小值为16.
21.(12分)已知函数f(x)=x2-8lnx,g(x)=-x2+14x.
(1)求函数f(x)在点(1,f
(1))处的切线方程;
(2)若函数f(x)与g(x)在区间(a,a+1)上均为增函数,求a的取值范围;
(3)若方程f(x)=g(x)+m有唯一解,试求实数m的值.
解
(1)因为f′(x)=2x-
,
所以切线的斜率k=f′
(1)=-6,又f
(1)=1,故所求的切线方程为y-1=-6(x-1),即y=-6x+7.
(2)因为f′(x)=
,
又x>0,所以当x>2时,f′(x)>0;
当0即f(x)在(2,+∞)上单调递增,在(0,2)上单调递减.
又g(x)=-(x-7)2+49,所以g(x)在(-∞,7)上单调递增,在(7,+∞)上单调递减,
欲使函数f(x)与g(x)在区间(a,a+1)上均为增函数,则
解得2≤a≤6.故a的取值范围是[2,6]
(3)原方程等价于2