因为AM⊥MN,所以
整理得xM?xN-2(xM+xN)+20=0,又,① 又因为因为
,
,两式作差,可得(xM-xN)(xM+xN)=4(yM-yN),
从而可得直线MN的斜率为所以直线MN的方程为
,
,
化简可得4y=(xM+xN)x-xMxN,
将①代入上式得4y=(xM+xN)x-2(xM+xN)+20, 整理得4(y-5)=(xM+xN)(x-2).
所以直线MN过定点(2,5),即P点的坐标为(2,5). 【点睛】圆锥曲线中定点问题的常见解法
(1)假设定点坐标,根据题意选择参数,建立一个直线系或曲线系方程,而该方程与参数无关,故得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即所求定点;
(2)从特殊位置入手,找出定点,再证明该点符合题意. 【解析】
(1)求导,求得直线PA的方程,将P代入直线方程,求得可知
,同理
2
.则x1,x2是方程x-2ax-4=0的两个根,则由韦达定理求得
x1x2,y1y2的值,即可求证x1x2+y1y2为定值; (2)设M(xM,yM),N(xN,yN).利用点差法可得可得
,结合垂直关系可得xM?xN-2(xM+xN)+20=0,又因为,两式作差,可得(xM-xN)(xM+xN)=4(yM-yN),
而可得结果.
本题主要考查圆锥曲线中定点问题的常见解法,假设定点坐标,根据题意选择参数,建立一个直线系或曲线系方程,而该方程与参数无关,故得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即所求定点;属于较难题目.
21.【答案】解:(1)由题意知,函数f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=lnx-ax,
令f′(x)=0,可得lnx-ax=0,
,同理
,从
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∴a=,令h(x)=,
则由题可知直线y=a与函数h(x)的图象有两个不同的交点, h′(x)=
,令h′(x)=0,得x=e,
可知h(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减, h(x)max=h(e)=,
当x趋向于+∞时,h(x)趋向于零, 故实数a的取值范围为(0,).
2
(2)当a=2时,f(x)=xlnx-x+2-x,
k(x-2)+g(x)<f(x),即k(x-2)<xlnx+x,
因为x>2,所以k<令F(x)=则F′(x)=
,
(x>2),
,
令m(x)=x-4-2lnx(x>2), 则m′(x)=1->0,
所以m(x)在(2,+∞)上单调递增, m(8)=4-2ln8<4-lne2=0, m(10)=6-2ln10>6-2lne3=0,
故函数m(x)在(8,10)上唯一的零点x0, 即x0-4-2lnx0=0,
故当2<x<x0时,m(x)<0,即F′(x)<0, 当x0<x时,F′(x)>0, 所以F(x)min=F(x0)=
=
=,
所以k<,因为x0∈(8,10),所以∈(4,5), 所以k的最大值为4. 【解析】
(1)求出函数的导数,得到a=范围即可;
(2)代入a的值,问题转化为k<
,令F(x)=
(x>2),求出函数
,令h(x)=
,根据函数的单调性求出a的
的导数,根据函数的单调性求出k的最大值即可.
本题考查了函数的单调性,最值问题,考查导数的应用以及函数恒成立问题,考查转化思想,分类讨论思想,是一道综合题.
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22.【答案】解(1)曲线C1化为普通方程为x+y+3=0,是一条直线,
222
对于曲线C2:由x=ρcosθ及x+y=ρ代入曲线C2的极坐标方程得其直角坐标方程为x2+y2-2x+a=0,即为(x-1)2+y2=1-a. 当a<1,曲线C2是以(1,0)为圆心,为半径的圆. 当a=1,曲线C2表示一点(1,0). 当a>1,曲线C2不存在.
(2)由(1)知曲线C1化为普通方程为x+y+3=0,
令x=0,y=-3;y=0,x=-3,所以A(-3,0),B(0,-3),
22
又由题可知a<1,曲线C2:(x-1)+y=1-a,
由直线与圆相切可知=,
22
解得a=-7,此时C2:(x-1)+y=8,
3所以(S△PAB)max=|AB|?2R=×所以△PAB面积的最大值为12.
【解析】
×=12,
(1)曲线C1 化为普通方程,表示一条直线;曲线C2化为普通对a分类讨论明确轨迹的形态;
(2)先求出A,B的坐标,得到|AB|,利用圆的切线求出圆上点到直线的最大距离,即可得到结果.
本题考查三角形面积最值的求法,考查直角坐标方程、极坐标方程、参数方程的互化等基础知识,考查运算求解能力,考查函数与方程思想,是中档题.
23.【答案】解:(1)依题意得f(x)=
,
于是得或或;
解得x<-,或x>0;
即不等式f(x)>2的解集为{x|x<-或x>0};
(2)g(x)=f(x)+f(-x)=|x-1|+|x+1|+(|2x+1|+|2x-1|)≥|(x-1)-(x+1)|+|(2x+1)-(2x-1)|=4, 当且仅当
,即x∈[-,]时取等号,
若对于任意的x∈R,不等式|k-1|<g(x)恒成立,则|k-1|<g(x)min=4, 所以-4<k-1<4,解得-3<k<5,即实数k的取值范围为(-3,5). 【解析】
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(1)讨论x的取值范围,解不等式组即可得到结果;
(2)不等式|k-1|<g(x)恒成立即|x-1|<g(x)min恒成立,求函数的最小值即可. 本题考查了解绝对值不等式的应用问题问题,也考查了不等式恒成立求参数的范围问题,考查了分类讨论思想,转化思想,是中档题.
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