題目列表(包括答案和解析)
設(shè)函數(shù)f(x)=
在[1,+∞
上為增函數(shù).
(1)求正實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(2)比較
的大小,說明理由;
(3)求證:
(n∈N*, n≥2)
【解析】第一問中,利用
解:(1)由已知:
,依題意得:
≥0對x∈[1,+∞
恒成立
∴ax-1≥0對x∈[1,+∞
恒成立 ∴a-1≥0即:a≥1
(2)∵a=1 ∴由(1)知:f(x)=
在[1,+∞)上為增函數(shù),
∴n≥2時(shí):f(
)=
(3) ∵
∴![]()
如圖,在四棱錐P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,AC⊥AD,AB⊥BC,∠BAC=45°,PA=AD=2,AC=1.
(Ⅰ)證明PC⊥AD;
(Ⅱ)求二面角A-PC-D的正弦值;
(Ⅲ)設(shè)E為棱PA上的點(diǎn),滿足異面直線BE與CD所成的角為30°,求AE的長.
![]()
【解析】解法一:如圖,以點(diǎn)A為原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系,依題意得A(0,0,0),D(2,0,0),C(0,1,0),
,P(0,0,2).
![]()
(1)證明:易得
,
于是
,所以![]()
(2)
,
設(shè)平面PCD的法向量
,
則
,即
.不防設(shè)
,可得
.可取平面PAC的法向量
于是
從而
.
所以二面角A-PC-D的正弦值為
.
(3)設(shè)點(diǎn)E的坐標(biāo)為(0,0,h),其中
,由此得
.
由
,故
所以,
,解得
,即
.
解法二:(1)證明:由
,可得
,又由
,
,故
.又
,所以
.
![]()
(2)如圖,作
于點(diǎn)H,連接DH.由
,
,可得
.
因此
,從而
為二面角A-PC-D的平面角.在
中,
,由此得
由(1)知
,故在
中,![]()
因此
所以二面角
的正弦值為
.
(3)如圖,因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzsx/web/STSource/2012071821180638818491/SYS201207182118431693242163_ST.files/image044.png">,故過點(diǎn)B作CD的平行線必與線段AD相交,設(shè)交點(diǎn)為F,連接BE,EF. 故
或其補(bǔ)角為異面直線BE與CD所成的角.由于BF∥CD,故
.在
中,
故![]()
![]()
在
中,由
,
,![]()
可得
.由余弦定理,
,
所以
.
D
[解析] 依題意得0<a<1,于是由f(1-
)>1得loga(1-
)>logaa,0<1-
<a,由此解得1<x<
,因此不等式f(1-
)>1的解集是(1,
),選D.
已知函數(shù)
的圖象過坐標(biāo)原點(diǎn)O,且在點(diǎn)
處的切線的斜率是
.
(Ⅰ)求實(shí)數(shù)
的值;
(Ⅱ)求
在區(qū)間
上的最大值;
(Ⅲ)對任意給定的正實(shí)數(shù)
,曲線
上是否存在兩點(diǎn)P、Q,使得
是以O(shè)為直角頂點(diǎn)的直角三角形,且此三角形斜邊中點(diǎn)在
軸上?說明理由.
【解析】第一問當(dāng)
時(shí),
,則
。
依題意得:
,即
解得
第二問當(dāng)
時(shí),
,令
得
,結(jié)合導(dǎo)數(shù)和函數(shù)之間的關(guān)系得到單調(diào)性的判定,得到極值和最值
第三問假設(shè)曲線
上存在兩點(diǎn)P、Q滿足題設(shè)要求,則點(diǎn)P、Q只能在
軸兩側(cè)。
不妨設(shè)
,則
,顯然![]()
∵
是以O(shè)為直角頂點(diǎn)的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在滿足題設(shè)要求的兩點(diǎn)P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設(shè)要求的兩點(diǎn)P、Q.
(Ⅰ)當(dāng)
時(shí),
,則
。
依題意得:
,即
解得![]()
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,![]()
①當(dāng)
時(shí),
,令
得![]()
當(dāng)
變化時(shí),
的變化情況如下表:
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
— |
0 |
+ |
0 |
— |
|
|
|
極小值 |
單調(diào)遞增 |
極大值 |
|
又
,
,
!
在
上的最大值為2.
②當(dāng)
時(shí),
.當(dāng)
時(shí),
,
最大值為0;
當(dāng)
時(shí),
在
上單調(diào)遞增!
在
最大值為
。
綜上,當(dāng)
時(shí),即
時(shí),
在區(qū)間
上的最大值為2;
當(dāng)
時(shí),即
時(shí),
在區(qū)間
上的最大值為
。
(Ⅲ)假設(shè)曲線
上存在兩點(diǎn)P、Q滿足題設(shè)要求,則點(diǎn)P、Q只能在
軸兩側(cè)。
不妨設(shè)
,則
,顯然![]()
∵
是以O(shè)為直角頂點(diǎn)的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在滿足題設(shè)要求的兩點(diǎn)P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設(shè)要求的兩點(diǎn)P、Q.
若
,則
代入(*)式得:![]()
即
,而此方程無解,因此
。此時(shí)
,
代入(*)式得:
即
(**)
令
,則![]()
∴
在
上單調(diào)遞增, ∵
∴
,∴
的取值范圍是
。
∴對于
,方程(**)總有解,即方程(*)總有解。
因此,對任意給定的正實(shí)數(shù)
,曲線
上存在兩點(diǎn)P、Q,使得
是以O(shè)為直角頂點(diǎn)的直角三角形,且此三角形斜邊中點(diǎn)在
軸上
C
[解析] 依題意得
+
=(
+
)[x+(1-x)]=13+
+
≥13+2
=25,當(dāng)且僅當(dāng)
=
,即x=
時(shí)取等號,選C.
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