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19.(13.00分)设函数f(x)=[ax2﹣(3a+1)x+3a+2]ex.
(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线斜率为0,求a; (Ⅱ)若f(x)在x=1处取得极小值,求a的取值范围.
【分析】(Ⅰ)求得f(x)的导数,由导数的几何意义可得f′(2)=0,解方程可得a的值;
(Ⅱ)求得f(x)的导数,注意分解因式,讨论a=0,a=1,a>1,0<a<1,a<0,由极小值的定义,即可得到所求a的范围.
【解答】解:(Ⅰ)函数f(x)=[ax2﹣(3a+1)x+3a+2]ex的导数为 f′(x)=[ax2﹣(a+1)x+1]ex.
曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线斜率为0, 可得(4a﹣2a﹣2+1)e2=0, 解得a=;
(Ⅱ)f(x)的导数为f′(x)=[ax2﹣(a+1)x+1]ex=(x﹣1)(ax﹣1)ex, 若a=0则x<1时,f′(x)>0,f(x)递增;x>1,f′(x)<0,f(x)递减. x=1处f(x)取得极大值,不符题意;
若a>0,且a=1,则f′(x)=(x﹣1)2ex≥0,f(x)递增,无极值;
若a>1,则<1,f(x)在(,1)递减;在(1,+∞),(﹣∞,)递增, 可得f(x)在x=1处取得极小值;
若0<a<1,则>1,f(x)在(1,)递减;在(,+∞),(﹣∞,1)递增, 可得f(x)在x=1处取得极大值,不符题意;
若a<0,则<1,f(x)在(,1)递增;在(1,+∞),(﹣∞,)递减, 可得f(x)在x=1处取得极大值,不符题意. 综上可得,a的范围是(1,+∞).
【点评】本题考查导数的运用:求切线的斜率和极值,考查分类讨论思想方法,以及运算能力,属于中档题.
20.(14.00分)已知椭圆M:+
=1(a>b>0)的离心率为
,焦距为2
.斜
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率为k的直线l与椭圆M有两个不同的交点A,B. (Ⅰ)求椭圆M的方程; (Ⅱ)若k=1,求|AB|的最大值;
(Ⅲ)设P(﹣2,0),直线PA与椭圆M的另一个交点为C,直线PB与椭圆M的另一个交点为D.若C,D和点Q(﹣,)共线,求k.
【分析】(Ⅰ)根据椭圆的离心率公式即可求得a的值,即可求得b的值,求得椭圆方程;
(Ⅱ)当k=1时,设直线AB的方程,代入椭圆方程,根据弦长公式即可求得|AB|的最大值;
(Ⅲ)求得直线PA的方程,代入椭圆方程,即可根据韦达定理即可求得C点坐标,同理求得D点坐标,即可求得线AB的斜率.
【解答】解:(Ⅰ)由题意可知:2c=2a=
,
,则c=
,椭圆的离心率e==
,则
与
,根据向量的共线定理,即可求得直
b2=a2﹣c2=1, ∴椭圆的标准方程:
;
(Ⅱ)设直线AB的方程为:y=x+m,A(x1,y1),B(x2,y2), 联立
,整理得:4x2+6mx+3m2﹣3=0,△=(6m)2﹣4×4×3(m2﹣1)
>0,整理得:m2<4, x1+x2=﹣∴|AB|=
,x1x2=
,
=
;
(x+2),
,
∴当m=0时,|AB|取最大值,最大值为(Ⅲ)设直线PA的斜率kPA=
,直线PA的方程为:y=
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联立
,消去y整理得:(x12+4x1+4+3y12)x2+12y12x+(12y12﹣3x12
﹣12x1﹣12)=0, 由
代入上式得,整理得:(4x1+7)x2+(12﹣4x12)x﹣(7x12+12x1)=0,
x1?xC=﹣,xC=﹣,则yC=(﹣+2)=,
则C(﹣,),同理可得:D(﹣,),
由Q(﹣,),则=(,),=(,
),
由与三点共线,则×=×,
整理得:y2﹣x2=y1﹣x1,则直线AB的斜率k=∴k的值为1.
=1,
【点评】本题考查椭圆的标准方程及性质,直线与椭圆的位置关系,考查韦达定理,弦长公式,向量的共线定理,考查转化思想,属于中档题.
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