已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)椋?,1],且滿足下列條件:

①對(duì)于任意x∈[0,1],總有f(x)≥3,且f(1)=4;

②若x1≥0,x2≥0,x1+x2≤1,則有f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2)-3.

(1)求f(0)的值;

(2)求證:f(x)≤4;

(3)當(dāng)x∈(](n=1,2,3,…)時(shí),試證明f(x)<3x+3.

(文)如圖,設(shè)拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)為F,經(jīng)過點(diǎn)F的直線交拋物線于A、B兩點(diǎn),且A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)為(x1,y1)、(x2,y2),y1>0,y2<0,P是此拋物線的準(zhǔn)線上的一點(diǎn),O是坐標(biāo)原點(diǎn).

(1)求證:y1y2=-p2;

(2)直線PA、PF、PB的方向向量為(1,a)、(1,b)、(1,c),求證:實(shí)數(shù)a、b、c成等差數(shù)列;

(3)若=0,∠APF=α,∠BPF=β,∠PFO=θ,求證:θ=|α-β|.

(1)解:令x1=x2=0,

由①對(duì)于任意x∈[0,1],總有f(x)≥3,

∴f(0)≥3.                                                              

又由②得f(0)≥2f(0)-3,

即f(0)≤3;                                                            

∴f(0)=3.                                                               

(2)證明:任取x1、x2∈[0,1],且設(shè)x1<x2,

則f(x2)=f[x1+(x2-x1)]≥f(x1)+f(x2-x1)-3,

∵0<x2-x1≤1,∴f(x2-x1)≥3,

即f(x2-x1)-3≥0.

∴f(x1)≤f(x2).                                                           

∴當(dāng)x∈[0,1]時(shí),f(x)≤f(1)=4.                                            

(3)證明:先用數(shù)學(xué)歸納法證明

f()≤+3(n∈N*).

(1)當(dāng)n=1時(shí),f()=f(1)=4=1+3=+3,不等式成立;

(2)假設(shè)當(dāng)n=k時(shí),f()≤+3(k∈N*),

由f()=f[+(+)]

≥f()+f(+)-3

≥f()+f()+f()-6

得3f()≤f()+6≤+9.

∴f()≤+3,

即當(dāng)n=k+1時(shí),不等式成立.

由(1)(2),可知不等式f()≤+3對(duì)一切正整數(shù)都成立.

于是,當(dāng)x∈(,](n=1,2,3,…)時(shí),3x+3>3×+3=+3≥f(),

而x∈[0,1],f(x)單調(diào)遞增,

∴f()<f().

∴f(x)<f()<3x+3.                                                     

(文)證明:(1)①當(dāng)直線AB的斜率不存在時(shí),設(shè)直線AB的方程為x=,則A(,p),B(,-p),

∴y1y2=-p2.                                                               

②當(dāng)直線AB的斜率存在且不為0時(shí),設(shè)直線AB的方程為y=k(x),

則由可得ky2-2py-kp2=0(k≠0).∴y1y2=-p2.                        

(2)由已知a=kPA,b=kPF,c=kPB,

設(shè)P(,t),F(,0),

∴a=,b=,c=;

且x1=,x2=.

故a+c=

=

=

=

=.

∴a、b、c成等差數(shù)列.                                                  

(3)證法一:∵=0,

∴PA⊥PB,故a·c=-1.

由(2)可知a+c=2b,即a-b=b-c.

①若AB⊥x軸,則α=β=45°,θ=0°,

∴θ=α-β.

②若kAB>0,則

tanα=.

同理可得tanβ=a,

∴tan(α-β)=,

即|tan(α-β)|=|b|=tanθ.

易知∠PFO、∠BPF、∠APF都是銳角.

∴θ=|α-β|.

③若kAB<0,類似地,也可證明θ=|α-β|.

綜上所述,θ=|α-β|.                                                       

證法二:∵=0,∴PA⊥PB.

故a·c=-1.

①如圖,若AB⊥x軸,則α=β=45°,θ=0°,

∴θ=α-β.

②若kAB>0,∵A、B在拋物線上,

∴|AF|=|AC|,|BF|=|BD|.

設(shè)AB中點(diǎn)為M,則

|PM|=,

∴PM是梯形ABDC的中位線,

故P是CD中點(diǎn).

∴P(),t=,

F(,0),

=(p,),

=(x2-x1,y2-y1),

=p(x2-x1)

=p(x2-x1)=0.

.

∴△PDB≌△PBF.

∴∠BPF=∠DPB=β.

∴θ+2β=90°=α+β.∴θ=α-β.

③若kAB<0,類似②可證θ=β-α,

∴θ=|α-β|.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

已知函數(shù)f(x)=
1
3
x3+
a-3
2
x2+(a2-3a)x-2a

(I)如果對(duì)任意x∈[1,2],f′(x)>a2恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(II)設(shè)函數(shù)f(x)的兩個(gè)極值點(diǎn)分別為x1,x2判斷下列三個(gè)代數(shù)式:①x1+x2+a,②
x
2
1
+
x
2
2
+a2
,③
x
3
1
+
x
3
2
+a3

中有幾個(gè)為定值?并且是定值請(qǐng)求出;若不是定值,請(qǐng)把不是定值的表示為函數(shù)g(a),并求出g(a)的最小值.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

問題1:已知函數(shù)f(x)=
x
1+x
,則f(
1
10
)+f(
1
9
)+
+f(
1
2
)+f(1)+f(2)+
…+f(9)+f(10)=
19
2
19
2

我們?nèi)舭衙恳粋(gè)函數(shù)值計(jì)算出,再求和,對(duì)函數(shù)值個(gè)數(shù)較少時(shí)是常用方法,但函數(shù)值個(gè)數(shù)較多時(shí),運(yùn)算就較繁鎖.觀察和式,我們發(fā)現(xiàn)f(
1
2
)+f(2)
、…、f(
1
9
)+f(9)
、f(
1
10
)+f(10)
可一般表示為f(
1
x
)+f(x)
=
1
x
1+
1
x
+
x
1+x
=
1
1+x
+
x
1+x
=
1+x
1+x
=1
為定值,有此規(guī)律從而很方便求和,請(qǐng)求出上述結(jié)果,并用此方法求解下面問題:
問題2:已知函數(shù)f(x)=
1
2x+
2
,求f(-2007)+f(-2006)+…+f(-1)+f(0)+f(1)+…+f(2007)+f(2008)的值.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

已知函數(shù)f(x)=log3
3
x
1-x
,M(x1,y1),N(x2y2)
是f(x)圖象上的兩點(diǎn),橫坐標(biāo)為
1
2
的點(diǎn)P是M,N的中點(diǎn).
(1)求證:y1+y2為定值;
(2)若Sn=f(
1
n
)+f(
2
n
)+…+f(
n-1
n
)
(n∈N*,n≥2),求
lim
n→∞
4Sn-9Sn
4Sn+1+9Sn+1
的值;
(3)在(2)的條件下,若an=
1
6
,n=1
1
4(Sn+1)(Sn+1+1)
,n≥2
(n∈N*),Tn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,若Tn<m(Sn+1+1)對(duì)一切n∈N*都成立,試求實(shí)數(shù)m的取值范圍.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

已知函數(shù)f(x)=
x+1-a
a-x
(x≠a)

(1)當(dāng)f(x)的定義域?yàn)?span id="bbzvp9z" class="MathJye">[a+
1
2
,a+1]時(shí),求f(x)的值域;
(2)試問對(duì)定義域內(nèi)的任意x,f(2a-x)+f(x)的值是否為一個(gè)定值?若是,求出這個(gè)定值;若不是,說明理由;
(3)設(shè)函數(shù)g(x)=x2+|(x-a)f(x)|,若
1
2
≤a≤
3
2
,求g(x)的最小值.

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科目:高中數(shù)學(xué) 來源: 題型:

(2009•嘉定區(qū)一模)(理)已知函數(shù)f(x)=log2
2
x
1-x
,P1(x1,y1)、P2(x2,y2)是f(x)圖象上兩點(diǎn).
(1)若x1+x2=1,求證:y1+y2為定值;
(2)設(shè)Tn=f(
1
n
)+f(
2
n
)+…+f(
n-1
n
)
,其中n∈N*且n≥2,求Tn關(guān)于n的解析式;
(3)對(duì)(2)中的Tn,設(shè)數(shù)列{an}滿足a1=2,當(dāng)n≥2時(shí),an=4Tn+2,問是否存在角a,使不等式(1-
1
a1
)(1-
1
a2
)
(1-
1
an
)<
sinα
2n+1
對(duì)一切n∈N*都成立?若存在,求出角α的取值范圍;若不存在,請(qǐng)說明理由.

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