(时间:30分钟 分值:24分)
解答题(本大题共2小题,共24分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
20.过点C(2,2)作一直线与抛物线y2=4x交于A,B两点,点P是抛物线y2=4x上到直线l:y=x+2的距离最小的点,直线AP与直线l交于点Q.
图1
(1)求点P的坐标;
(2)求证:直线BQ平行于抛物线的对称轴. 解:(1)设点P的坐标为(x0,y0),则y20=4x0, 所以点P到直线l的距离d=
2
|x0-y0+2|
2
y0
4-y0+2|y-22+4|20==≥2,
242
当且仅当y0=2时等号成立,此时P点的坐标为(1,2). y1
(2)证明:设点A的坐标为4,y1,显然y1≠2.
当y1=-2时,A点坐标为(1,-2),直线AP的方程为x=1; y1-2
当y1≠-2时,直线AP的方程为y-2=y2(x-1).
1
4-1化简得4x-(y1+2)y+2y1=0.
综上,直线AP的方程为4x-(y1+2)y+2y1=0. 与直线l的方程y=x+2联立,
2
可得点Q的纵坐标yQ=
2y1-8
. y1-2
2当y1=8时,直线AC的方程为x=2,
可得B点的纵坐标yB=-y1, 此时,yQ=
2y1-84y1+24
=2-=2-2=-y1, y1-2y1-2y1-4
所以BQ∥x轴. 当
2
y1≠8
y1-2
时,直线AC的方程为y-2=y2(x-2),
1
4-2
2
化简得(4y1-8)x-(y1-8)y+(2y21-8y1)=0,
与抛物线方程y2=4x联立,消去x,
2可得(y1-2)y2-(y21-8)y+(2y1-8y1)=0,
y22y1-81-8所以,点B的纵坐标yB=-y=. y1-21y1-2从而可得,BQ∥x轴.
综上所述,直线BQ平行于抛物线的对称轴. 21.已知a∈R,函数f(x)=ex-a(x+1)的图象与x轴相切.
(1)求f(x)的单调区间;
(2)当x>0时,f(x)>mx2,求实数m的取值范围.
解:(1)f′(x)=ex-a,依题意,设切点为(x0,0), fx0=0,ex0-ax0+1=0,则即 f′x0=0,ex0-a=0,x0=0,解得
a=1,所以f′(x)=ex-1.
所以,当x<0时,f′(x)<0;当x>0时,f′(x)>0.
所以,f(x)的单调递减区间为(-∞,0),单调递增区间为(0,+∞). (2)令g(x)=f(x)-mx2, 则g′(x)=ex-2mx-1,
令h(x)=g′(x),则h′(x)=ex-2m. 1
①当m≤2时,
因为x>0,所以ex>1,所以h′(x)>0, 所以g′(x)在(0,+∞)上单调递增.
又因为g′(0)=0,所以当x>0时,g′(x)>g′(0)=0, 从而g(x)在(0,+∞)上单调递增,
而g(0)=0,所以g(x)>g(0)=0,即f(x)>mx2成立. 1
②当m>2时,
令h′(x)=0,解得x=ln(2m)>0,
当x∈(0,ln(2m))时,h′(x)<0,所以g′(x)在(0,ln(2m))上单调递减, 又因为g′(0)=0,所以当x∈(0,ln(2m))时,g′(x)<0, 从而g(x)在(0,ln(2m))上单调递减,
而g(0)=0,所以当x∈(0,ln(2m))时,g(x) 1 综上所述,m的取值范围是-∞,2. 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容