高难拉分攻坚特训(三)1.若函数f(x)=ax-x2-lnx存在极值,且这些极值的和不小于4+ln2,则a的取值范围为()A.[2,+∞)B.[2,+∞)C.[2,+∞)D.[4,+∞)答案C解析f′(x)=a-2x-=-,因为f(x)存在极值,所以f′(x)=0在(0,+∞)上有根,即2x2-ax+1=0在(0,+∞)上有根,所以Δ=a2-8≥0,显然当Δ=0时,f(x)无极值,不符合题意,所以Δ=a2-8>0,即a>2或a<-2.记方程2x2-ax+1=0的两根为x1,x2,由根与系数的关系得x1x2=,x1+x2=,易知a>0,则f(x1),f(x2)为f(x)的极值,所以f(x1)+f(x2)=(ax1-x-lnx1)+(ax2-x-lnx2)=a(x1+x2)-(x+x)-(lnx1+lnx2)=-+ln2≥4+ln2,所以a≥2.综上,a的取值范围为[2,+∞),选C.2.已知△ABC的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,且(a2+b2-c2)(acosB+bcosA)=abc,若a+b=2,则c的取值范围为________.答案[1,2)解析由sinAcosB+sinBcosA=sin(A+B)=sinC及正弦定理,可知acosB+bcosA=c,则由(a2+b2-c2)·(acosB+bcosA)=abc,得a2+b2-c2=ab,由余弦定理可得cosC=,则C=,B=-A,由正弦定理==,得==,又a+b=2,所以+=2,即c==,因为A∈,所以A+∈,sin∈,则c∈[1,2).3.已知圆C:x2+y2-2x=0,圆P在y轴的右侧且与y轴相切,与圆C外切.(1)求圆心P的轨迹Γ的方程;(2)过点M(2,0),且斜率为k(k≠0)的直线l与Γ交于A,B两点,点N与点M关于y轴对称,记直线AN,BN的斜率分别为k1,k2,是否存在常数m,使得+-为定值?若存在,求出该常数m与定值;若不存在,请说明理由.解(1)圆C的方程可化为(x-1)2+y2=1,则圆心C(1,0),半径r=1.设圆心P的坐标为(x,y)(x>0),圆P的半径为R,由题意可得所以|PC|=x+1,即=x+1,整理得y2=4x.所以圆心P的轨迹Γ的方程为y2=4x(x>0).(2)由已知,直线l的方程为y=k(x-2),不妨设t=,则直线l的方程为y=(x-2),即x=ty+2.联立,得消去x,得y2-4ty-8=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),则因为点M(2,0)与点N关于y轴对称,所以N(-2,0),故k1=,所以===t+,同理,得=t+,所以+-=2+2-=2t2+8t×+16×-mt2=2t2+8t×+16×-mt2=2t2+8t×+16×-mt2=2t2+4-mt2=(2-m)t2+4,要使该式为定值,则需2-m=0,即m=2,此时定值为4.所以存在常数m=2,使得+-为定值,且定值为4.4.已知函数f(x)=xlnx-x,g(x)=x2-ax(a∈R).(1)若f(x)和g(x)在(0,+∞)有相同的单调区间,求a的取值范围;(2)令h(x)=f(x)-g(x)-ax(a∈R),若h(x)在定义域内有两个不同的极值点.①求a的取值范围;②设两个极值点分别为x1,x2,证明:x1·x2>e2.解(1)f(x)=xlnx-x,函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=lnx,即f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增.g(x)=x2-ax=(x2-2x),对称轴为x=1,若在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,则g(x)开口向上,∴a>0,∴a的取值范围为(0,+∞).(2)①依题意,函数h(x)的定义域为(0,+∞),h′(x)=lnx-ax,所以h′(x)=0在(0,+∞)有两个不同根,即方程lnx-ax=0在(0,+∞)有两个不同根,转化为y1=lnx与y2=ax的图象在(0,+∞)上有两个不同交点,如图可见,若令过原点且切于函数y1=lnx图象的直线斜率为k,只需0
x2,作差得ln=a(x1-x2),即a=,原不等式x1·x2>e2等价于lnx1+lnx2>2⇔a(x1+x2)>2⇔ln>,令=t,则t>1.ln>⇔lnt>,设F(t)=lnt-,t>1.F′(t)=>0,∴F(t)在(1,+∞)上单调递增,∴F(t)>F(1)=0,即不等式lnt>成立,故不等式x1·x2>e2成立.