【考点】椭圆的简单性质.
【分析】(Ⅰ)由已知得到b=1,结合e=
,即a2=b2+c2求得a2=2,则椭圆方程可求;
y=kx+m与圆x2+y2=相切,(Ⅱ)(i)由直线l:可得
,即.联
立直线方程好椭圆方程,得到A,B横坐标的和与积,代入可得,得到OA⊥OB;(ii)直线l:y=kx+m与椭圆交于不同的两点A,B,把A,B的坐标代入椭圆方程,可得
,
.在圆中由垂径定理可得
==
.结合x1x2+y1y2=0,得到.由x1 的
范围求得λ的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)∵2b=2,∴b=1.… 又e==∴a2=2.… ∴椭圆C的方程为
;…
,a2=b2+c2,
(Ⅱ)(i)∵直线l:y=kx+m与圆x2+y2=相切,
∴,即.…
由
,消去y并整理得,(1+2k2)x2+4kmx+2m2﹣2=0.
设A(x1,y1),B(x2,y2), 则
.…
∵=
.
=
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=,
∴OA⊥OB.…
(ii)∵直线l:y=kx+m与椭圆交于不同的两点A,B, ∴
,
.
∴==.…
由(Ⅱ)(i)知x1x2+y1y2=0, ∴x1x2=﹣y1y2,
,即
.
∴.…
∵
∴λ的取值范围是
,
.…
20.已知函数f(x)=ax3+x2﹣ax,其中a∈R且a≠0. (Ⅰ)当a=1时,求函数f(x)的极值; (Ⅱ)求函数g(x)=
lnx的单调区间;
(Ⅲ)若存在a∈(﹣∞,﹣1],使函数h(x)=f(x)+f′(x),x∈[﹣1,b](b>﹣1)在x=﹣1处取得最小值,试求b的最大值.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性. 【分析】(Ⅰ)求出函数的导数,得到函数的单调区间,从而求出函数的极值即可;
(Ⅱ)求出函数的导数,通过讨论a的范围,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间即可;
(Ⅲ)当﹣1<x≤b时,不等式可化为ax2+(2a+1)x+(1﹣3a)≥0,令F(x)=ax2+(2a+1)x+(1﹣3a),通过讨论函数的单调性求出关于b的不等式,解出即可. 【解答】解:(Ⅰ)当a=1时,f(x)=x3+x2﹣x, ∴f′(x)=(x+1)(3x﹣1), 令f′(x)=0,得x=﹣1或x=, 列表讨论f′(x)和f(x)的变化情况:
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x
(﹣∞,﹣1)
(﹣1,
﹣1
)
(,+∞)
f′(x) + 0 0 ﹣
f(x) 递增 极大值 递减 极小值 ∴当x=﹣1时,f(x)取得极大值f(﹣1)=1, 当x=时,f(x)取得极小值f()=﹣(Ⅱ)∵g(x)=ax2+x﹣a﹣lnx, ∴g(x)的定义域为(0,+∞), g′(x)=
(1)当a>0时,
=
;
+
递增
,(a≠0);
由g′(x)>0,解得:x>,由g′(x)<0,解得:0<x<, ∴g(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增; (2)当a<0时,
由g′(x)>0,解得0<x<﹣∴g(x)在(0,﹣
,由g′(x)<0,解得:x>﹣
,
)上单调递增,在(﹣,+∞)上单调递减.
(Ⅲ)∵f′(x)=3ax2+2x﹣a,
∴h(x)=ax3+(3a+1)x2+(2﹣a)x﹣a,
由题意知,h(x)≥h(﹣1)在区间[﹣1,b]上恒成立, 即(x+1)[ax2+(2a+1)x+(1﹣3a)]≥0, 当x=﹣1时,不等式成立;
当﹣1<x≤b时,不等式可化为ax2+(2a+1)x+(1﹣3a)≥0, 令F(x)=ax2+(2a+1)x+(1﹣3a), ∵a≤﹣1,F(﹣1)=﹣4a>0,
∴F(b)=ab2+(2a+1)b+(1﹣3a)≥0, 即
≤﹣,
由题意,只需≤=1,
解得:≤b≤, ,
又b>﹣1,∴﹣1<b≤
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∴bmax=
.
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2020年9月15日
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