高考数学压轴题精选(一)
1.(本小题满分12分)设函数x ax
x
x f ln 1)(+-=
在),1[+∞上是增函数。求正实数a 的取值范围;
设1,0>>a b ,求证:
.ln 1b
b a b b a b a +<+<+ 解:(1)01
)(2
'
≥-=
ax
ax x f 对),1[+∞∈x 恒成立, x
a 1
≥
∴对),1[+∞∈x 恒成立 ?又
11
≤x
1≥∴a 为所求。
(2)取b b a x +=
,1,0,1>+∴
>>b
b
a b a ,
一方面,由(1)知x ax
x
x f ln 1)(+-=
在),1[+∞上是增函数, 0)1()(=>+∴f b
b
a f 0ln 1>+++?+-
∴
b b a b
b a a b b
a
即b
a b b a +>+1
ln
另一方面,设函数)1(ln )(>-=x x x x G
)1(0111)('>>-=-
=x x
x x x G ∴)(x G 在),1(+∞上是增函数且在0x x =处连续,又01)1(>=G ∴当1>x 时,0)1()(>>G x G
∴x x ln >即
b
b
a b b a +>+ln
?综上所述,
.ln 1b
b a b b a b a +<+<+ 2.已知椭圆C的一个顶点为(0,1)A -,焦点在x轴上,右焦点到直线10x y -+=
(1)求椭圆C 的方程;
(2)过点F (1,0)作直线l 与椭圆C交于不同的两点A 、B ,设,(2,0)FA FB T λ=,若
||],1,2[+--∈求λ的取值范围。
解:(1)
=1c =…………………1分
由题意1,b a =∴=
?所以椭圆方程为2
212
x y +=………………………3分 (2)容易验证直线l 的斜率不为0。
故可设直线l的方程为1x ky =+,
2
212
x y +=代入中,得.012)2(22=-++ky y k
设1122(,),(,),A x y B x y
则2
22
21+-=+k k y y .21
221+-=k y y ……………………………5分 ∵,FB FA λ=∴有.02
1<=λλ,且y y
222
1222
12()414222
y y k k y y k k λλ+∴=-?++=-++由
021
2121
2
5
]1,2[≤++≤-
?-≤+
≤-?--∈λ
λλ
λλ.72
07202
4212222≤≤?≤?≤+-≤-?k k k k …………7分
∵).,4(),,2(),,2(21212211y y x x y x y x +-+=+∴-=-=
又.2
)
1(42)(4,222221212
21++-=-+=-+∴+-=+k k y y k x x k k y y 故2
212
212
)()4(||y y x x ++-+=+
2
22222222222)
2(8
)2(28)2(16)2(4)2()1(16+++-+=++++=k k k k k k k 2
22)2(8
22816+++-
=k k ……………………………………………………8分
令720.2
12
2≤≤+=
k k t ∴21211672≤+≤k ,即].21,167[∈t ∴.2
17
)47(816288)(||222--=+-==+t t t t f
而]21,167[∈t ,∴169()[4,]32
f t ∈
∴].8
2
13,
2[||∈+TB TA 0
3.设函数322
()f x x ax a x m =+-+(0)a >
(1)若1a =时函数()f x 有三个互不相同的零点,求m 的范围; (2)若函数()f x 在[]1,1-内没有极值点,求a 的范围;
(3)若对任意的[]3,6a ∈,不等式()1f x ≤在[]2,2x ∈-上恒成立,求实数m 的取值范围. 解:(1)当1a =时3
2
()f x x x x m =+-+,
因为()f x 有三个互不相同的零点,所以3
2
()0f x x x x m =+-+=, 即32m x x x =--+有三个互不相同的实数根。
令3
2
()g x x x x =--+,则'
2
()321(31)(1)g x x x x x =--+=--+。 因为()g x 在(,1)-∞-和13(,)+∞均为减函数,在()
13
1,-为增函数, m 的取值范围()5271,-
(2)由题可知,方程'
2
2
()320f x x ax a =+-=在[]1,1-上没有实数根,
因为'2'2
(1)320
(1)3200f a a f a a a ?=+-≤?-=--≤??>?
,所以3a ≥
(3)∵'22
3()323()()a f x x ax a x x a =+-=-+,且0a >,
∴函数()f x 的递减区间为3(,)a a -,递增区间为(,)a -∞-和3(,)a +∞;
当[]3,6a ∈时,[]31,2,3,a a ∈-≤-又[]2,2x ∈-,
∴{}max ()max (2),(2)f x f f =-而2
(2)(2)1640f f a --=-<
∴2
max ()(2)842f x f a a m =-=-+++,
又∵()1f x ≤在[]2,2x ∈-上恒成立,
∴max ()1f x ≤,即28421a a m -+++≤,即2942m a a ≤--在[]3,6a ∈恒成立。
∵2942a a --的最小值为87-
4.(本题满分14分)已知椭圆22122:1(0)x y C a b a b
+=>>的离心率为2,直线:l y x =+以原点为圆心、以椭圆1C 的短半轴长为半径的圆相切。
(Ⅰ)求椭圆1C 的方程;
(Ⅱ)设椭圆1C 的左焦点为F1,右焦点为F 2,直线1l 过点F 1,且垂直于椭圆的长轴,动直线2l 垂直1l 于
点P ,线段PF2的垂直平分线交2l 于点M,求点M 的轨迹C2的方程;
(Ⅲ)若AC 、BD 为椭圆C 1的两条相互垂直的弦,垂足为右焦点F 2,求四边形AB CD 的面积的最小
值.
解:(Ⅰ)2222
222221,,222
c a b e e a b a a -=∴===∴=
22202:b y x y x l =+=+-与圆直线 相切22,2,4,8,b b b a =∴==∴=
∴椭圆C1的方程是22
1.84
x y +=…………3分 (Ⅱ)∵MP =MF 2,∴动点M 到定直线1:2l x =-的距离等于它到定点F 2(2,0)的距离,∴动点M
的轨迹C 是以1l 为准线,F 2为焦点的抛物线
∴点M 的轨迹C 2的方程为2
8y x =…………6分
(Ⅲ)当直线AC 的斜率存在且不为零时,设直线AC 的斜率为k,
),(),,(2211y x C y x A ,则直线AC 的方程为(2).y k x =-
联立22
22221(2)(12)8880.84
x y y k x k x k x k +==-+-+-=及得 所以22121222
888
,.1212k k x x x x k k
-+==++
||AC ===….9分
由于直线BD 的斜率为k
k 1
,1--用代换上式中的k可得||BD =
∵BD AC ⊥,
∴四边形ABCD 的面积为22
22116(1)||||2(2)(12)k S AC BD k k +=?=++……..12分
由2222
2
22
(12)(2)3(1)(12)(2)[
][]22
k k k k k ++++++≤= 所以2264
,122,19
S k k k ≥+=+=±当时即时取等号.
…………13分
易知,当直线AC 的斜率不存在或斜率为零时,四边形ABCD 的面积8S =
5.(本小题满分14分)已知椭圆错误!+错误!=1(a>b>0)的左.右焦点分别为F 1.F 2,离心率e=错误!,
右准线方程为x=2. (1)求椭圆的标准方程;
(2)过点F 1的直线l与该椭圆相交于M .N 两点,且|错误!+错误!|=错误!,求直线l 的方程. 解析:(1)由条件有错误!解得a =错误!,c =1.
∴b =错误!=1.
所以,所求椭圆的方程为\f (x 2,2)+y 2=1. (2)由(1)知F 1(-1,0).F 2(1,0).
若直线l的斜率不存在,则直线l 的方程为x=-1, 将x=-1代入椭圆方程得y=±错误!. 不妨设M 错误!.N错误!,
∴错误!+错误!=错误!+错误!=(-4,0). ∴|错误!+错误!|=4,与题设矛盾. ∴直线l 的斜率存在.
设直线l的斜率为k ,则直线l 的方程为y=k(x+1). 设M(x 1,y1).N(x 2,y 2),联立错误! 消y 得(1+2k 2)x 2+4k2x+2k 2-2=0.
由根与系数的关系知x1+x 2=-4k2
1+2k 2
,从而y 1+y 2=k (x1+x 2+2)=错误!.
又∵错误!=(x 1-1,y 1),错误!=(x2-1,y 2), ∴错误!+错误!=(x 1+x 2-2,y1+y 2).
∴|错误!+错误!|2=(x 1+x2-2)2
+(y 1+y 2)2 =错误!2+错误!2=错误!.
∴错误!=错误!2
.
化简得40k4-23k 2-17=0, 解得k 2=1或k 2=-错误!(舍).∴k =±1.
∴所求直线l的方程为y=x+1或y=-x-1.
6.(本小题满分12分)已知a R ∈,函数()ln 1a f x x x
=+-,()()ln 1x g x x e x =-+(其中e 为自然对数的
底数).
(1)判断函数()f x 在区间(]0,e 上的单调性;
(2)是否存在实数(]00,x e ∈,使曲线()y g x =在点0x x =处的切线与y 轴垂直? 若存在,求出0x 的值;若不存在,请说明理由.
解(1):∵()ln 1a f x x x
=
+-,∴221()a x a f x x x x -'=-+=.
令()0f x '=,得x a =.
①若a ≤0,则()0f x '>,()f x 在区间(]
0,e 上单调递增.
②若0a e <<,当()0,x a ∈时,()0f x '<,函数()f x 在区间()0,a 上单调递减,
当(]
,x a e ∈时,()0f x '>,函数()f x 在区间(]
,a e 上单调递增,
③若a e ≥,则()0f x '≤,函数()f x 在区间(]0,e 上单调递减. ……6分
(2)解:
∵()()ln 1x
g x x e x =-+,(]
0,x e ∈,
()()()()ln 1ln 11x
x
g x x e x e '''=-+-+()1ln 11ln 11x x x e x e x e x x ??=+-+=+-+ ???
由(1)可知,当1a =时,1
()ln 1f x x x
=+-.
此时()f x 在区间(]0,e 上的最小值为ln10=,即1
ln 10x x
+-≥.
当(]00,x e ∈,00x
e >,00
1ln 10x x +-≥,∴00001()ln 1110x g x x e x ??'=+-+≥> ???
. 曲线()y g x =在点0x x =处的切线与y 轴垂直等价于方程0()0g x '=有实数解. 而()00g x '>,即方程0()0g x '=无实数解. 故不存在(]
00,x e ∈,使曲线()y g x =在
0x x =处的切线与y 轴垂直……12分
7.(本小题满分12
分)已知线段CD =,CD 的中点为O ,动点A 满足2AC AD a +=(a 为正常
数).
(1)建立适当的直角坐标系,求动点A 所在的曲线方程;
(2)若2a =,动点B 满足4BC BD +=,且OA OB ⊥,试求AOB ?面积的最大值和最小值. 解(1)以O 为圆心,CD 所在直线为轴建立平面直角坐标系.
若2AC AD a +=<,
即0a <<动点A
所在的曲线不存在;若2AC AD a +==
即a =,动点A
所在的曲线方程为
0(y x =;
若2AC AD a +=>
a >,动点A 所在的曲线方程为22
2213
x y a a +=-.……4分 (2)当2a =时,其曲线方程为椭圆22
14x y +=.由条件知,A B 两点均在椭圆2214
x y +=上,且
OA OB ⊥
设11(,)A x y ,22(,)B x y ,OA 的斜率为k (0)k ≠,则OA 的方程为y kx =,OB 的方程为1
y x k
=-解方
程组22
14
y kx x y =???+=?? 得212
414x k =+,22
12414k y k =+
同理可求得22
2244k x k =+,222
44
y k =+ AOB ?
面积2S =
=8分 令21(1)k t t +=>则
S =
令22
991125()49()(1)24g t t t t t =-++=--+>所以254()4g t <≤
,即4
15
S ≤< 当0k =时,可求得1S =,故4
15
S ≤≤,
故S 的最小值为4
5
,最大值为1. ……12分
8.(本小题满分12分)设)0(1),(),,(22
222211>>=+b a b
x a y y x B y x A 是椭圆上的两点,已知向量
),(),,(2211a
y
b x n a y b x m ==,若0=?n m 且椭圆的离心率e=错误!,短轴长为2,O 为坐标原点.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)试问:△AO B的面积是否为定值?如果是,请给予证明;如果不是,请说明理由
解:2232 2.1,2,c 32c a b b b e a a a -====
=?==椭圆的方程为14
22
=+x y 4分 (2) ①当直线A B斜率不存在时,即1212,x x y y ==-,由0=?n m
2
22211
11044
y x y x -=?=…………5分
又11(,)A x y 在椭圆上,所以2,2
214411212
1==?=+y x x x 1121111
2122
s x y y x y =-==
所以三角形的面积为定值.……6分
②当直线AB 斜率存在时:设AB 的方程为y=kx+b
42042)4(1
4
2212
222
2+-=+=-+++??????=++=k kb x x b kbx x k x y b
kx y 得到 442221+-=k b x x ,?=(2kb)2-4(k 2+4)(b 2
-4)>0……………8分而0=?,
:
04))((0421212121代入整理得=+++?=+b kx b kx x x y y x x 22
24b k -=……………10分
S=\f (1,2)错误!|AB|=错误!|b|错误!=错误!=错误!=1 综上三角形的面积为定值1 (2)
9.已知函数()f x 的导数2'()33,=-f x x ax (0)=f b .a ,b 为实数,12a <<. (1) 若()f x 在区间[11]-,上的最小值、最大值分别为2-、1,求a 、b的值; (2) 在 (1) 的条件下,求曲线在点P (2,1)处的切线方程;
1、(本小题满分14分) 已知函数. (1)当时,如果函数仅有一个零点,求实数的取值范围; (2)当时,试比较与的大小; (3)求证:(). 2、设函数,其中为常数. (Ⅰ)当时,判断函数在定义域上的单调性; (Ⅱ)若函数的有极值点,求的取值范围及的极值点; (Ⅲ)当且时,求证:. 3、在平面直角坐标系中,已知椭圆.如图所示,斜率为且不过原 点的直线交椭圆于,两点,线段的中点为,射线交椭圆于点,交直 线于点. (Ⅰ)求的最小值; (Ⅱ)若?,(i)求证:直线过定点;
(ii )试问点,能否关于轴对称?若能,求出 此时 的外接圆方程;若不能,请说明理由. 二、计算题 (每空? 分,共? 分) 4 、设函数 的图象在点处的切线的斜率 为 ,且函数为偶函数.若函数 满足下列条件:①;② 对一切实数 ,不等式恒成立. (Ⅰ)求函数的表达式; (Ⅱ)求证: . 5 、已知函数: (1 )讨论函数的单调性; (2) 若函数 的图像在点 处的切线的倾斜角为,问:在什么范围取值 时,函数 在区间上总存在极值? (3)求证:.
6、已知函数=,. (Ⅰ)求函数在区间上的值域; (Ⅱ)是否存在实数,对任意给定的,在区间上都存在两个不同的, 使得成立.若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由; (Ⅲ)给出如下定义:对于函数图象上任意不同的两点,如果对 于函数图象上的点(其中总能使得 成立,则称函数具备性质“”,试判断函数是不是具 备性质“”,并说明理由. 7、已知函数 (Ⅰ)若函数是定义域上的单调函数,求实数的最小值; (Ⅱ)方程有两个不同的实数解,求实数的取值范围; (Ⅲ)在函数的图象上是否存在不同两点,线段的中点的横坐标 为,有成立?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由. 8、已知函数: ⑴讨论函数的单调性;
高考数学中的放缩技巧 证明数列型不等式,因其思维跨度大、构造性强,需要有较高的放缩技巧而充满思考性和挑战性,能全面而综合地考查学生的潜能与后继学习能力,因而成为高考压轴题及各级各类竞赛试题命题的极好素材。这类问题的求解策略往往是:通过多角度观察所给数列通项的结构,深入剖析其特征,抓住其规律进行恰当地放缩;其放缩技巧主要有以下几种: 一、裂项放缩 例1.(1)求 ∑=-n k k 1 2 142 的值; (2)求证: 3 51 1 2 < ∑=n k k . 解析:(1)因为121121)12)(12(21 422+--=+-= -n n n n n ,所以12212111 4212 +=+-=-∑=n n n k n k (2)因为??? ??+--=-=- <1211212144 4 11 1 222n n n n n ,所以35321121121513121112=+?? ??+--++-+<∑=n n k n k Λ 奇巧积累:(1)??? ??+--=-< =1211212144 4412 2 2n n n n n (2)) 1(1)1(1)1()1(21211+--=-+=+n n n n n n n C C n n (3))2(1 11)1(1!11)!(!!11 ≥--=-<-=? =+r r r r r r n r n r n n C T r r r n r (4)2 5 )1(12311 2111)11(<-++?+ ?++<+n n n n Λ (5) n n n n 2 1121)12(21--=- (6) n n n -+<+22 1 (7))1(21)1(2--<<-+n n n n n (8) n n n n n n n 2)32(12)12(12 13211221?+-?+=???? ??+-+- (9) ? ? ? ??++-+=+++??? ??+-+=-+k n n k k n n n k k n k n k 11111)1(1,11111)1(1 (10) !)1(1!1!)1(+-=+n n n n (11) 2 1 2121 21222)1212(21 -++ = -++= --+