5、如图,已知椭圆的焦点和上顶点分别为、、,我们称为椭圆的特征三角形.如果两个椭圆的特征三角形是相似的,则称这两个椭圆是“相似椭圆”,且三角形的相似比即为 椭圆的相似比.

(1)已知椭圆和,判断与是否相似,如果相似则求出与的相似比,若不相似请说明理由;

(2)已知直线,与椭圆相似且半短轴长为的椭圆的方程,

在椭圆上是否存在两点、关于直线对称,若存在,则求出函数的解析式.

(3)根据与椭圆相似且半短轴长为的椭圆的方程,提出你认为有价值的 相似椭圆之间的三种性质(不需证明);

、解:(1)椭圆与相似. ………2分

因为的特征三角形是腰长为4,底边长为的等腰三角形,

而椭圆的特征三角形是腰长为2,底边长为的等腰三角形,

因此两个等腰三角形相似,且相似比为  ……… 6分

(2)椭圆的方程为:.    ……8分

假定存在,则设、所在直线为,中点为.

则.    ………10分

所以.

中点在直线上,所以有.     .

.  

(3)椭圆的方程为:.    

两个相似椭圆之间的性质有:      

两个相似椭圆的面积之比为相似比的平方;

①   分别以两个相似椭圆的顶点为顶点的四边形也相似,相似比即为椭圆的相似比;

②   两个相似椭圆被同一条直线所截得的线段中点重合;

过原点的直线截相似椭圆所得线段长度之比恰为椭圆的相似比. 

3、如果对任意一个三角形,只要它的三边长a,b,c都在函数f(x)的定义域内,就有f(a),f(b),f(c)也是某个三角形的三边长,则称f(x)为“保三角形函数”.

(1)判断下列函数是不是“保三角形函数”,并证明你的结论:

①  f(x)= ;   ②  g(x)=sinx (x∈(0,π)).

(2)若函数h(x)=lnx (x∈[M,+∞))是保三角形函数,求M的最小值.

(1)[答]f(x)= 是保三角形函数,g(x)=sinx (x∈(0,π))不是保三角形函数.

[证明]①  f(x)= 是保三角形函数.

对任意一个三角形的三边长a,b,c,则a+b>c,b+c>a,c+a>b,

f(a)= ,f(b)= ,f(c)= .

因为(+)2=a+2+b>c+2>()2,所以+>.

同理可以证明:+>,+>.

所以f(a)、f(b)、f(c)也是某个三角形的三边长,故 f(x)= 是保三角形函数. ………………4分

②g(x)=sinx (x∈(0,π))不是保三角形函数. 取,显然这三个数能作为一个

三角形的三条边的长. 而sin=1,sin=,不能作为一个三角形的三边长.

所以g(x)=sinx (x∈(0,π))不是保三角形函数.……………8分

(2)[解]M的最小值为2.     ………… 10分

(i)首先证明当M≥2时,函数h(x)=lnx (x∈[M,+∞))是保三角形函数.

对任意一个三角形三边长a,b,c∈[M,+∞),且a+b>c,b+c>a,c+a>b,

则h(a)=lna,h(b)=lnb,h(c)=lnc.

因为a≥2,b≥2,a+b>c,所以(a-1)(b-1)≥1,所以ab≥a+b>c,所以lnab>lnc,

即lna+lnb>lnc.

同理可证明lnb+lnc>lna,lnc+lna>lnb.

所以lna,lnb,lnc是一个三角形的三边长.

故函数h(x)=lnx (x∈[M,+∞),M≥2),是保三角形函数.     ……… 13分

(ii)其次证明当0<M<2时,h(x)=lnx (x∈[M,+∞))不是保三角形函数.

当0<M<2时,取三个数M,M,M2∈[M,+∞),

因为0<M<2,所以M+M=2M>M2,所以M,M,M2是某个三角形的三条边长,

而lnM+lnM=2lnM=lnM2,所以lnM,lnM,lnM2不能为某个三角形的三边长,所以h(x)=lnx 不是保三角形函数.                        

所以,当M<2时,h(x)=lnx (x∈[M,+∞))不是保三角形函数.

综上所述:M的最小值为2.    ………… 16分

1、已知函数

(I)求函数的极值;

(Ⅱ)对于曲线上的不同两点,如果存在曲线上的点,且,使得曲线在点处的切线,则称为弦的伴随切线,特别地,当时,又称为的伴随切线。

(i)求证:曲线的任意一条弦均有伴随切线,并且伴随切线是唯一的;

(ii)是否存在曲线,使得曲线的任意一条弦均有伴随切线?若存在,给出一条这样的曲线,并证明你的结论;若不存在,说明理由。

解法一:

    (I)        当时,,函数在内是增函数,

       函数没有极值

       当时,令得

       当变化时,与变化情况如下表:






+
0
-

单调递增
极大值
单调递减

       当时,取得极大值

       综上,当时,没有极值;

       当时,的极大值为,没有极小值

    (Ⅱ)(i)设是曲线上的任意两点,要证明有伴随切线,只需证明存在点使得

       ,且点不在上。

      即证存在,使得

      即成立,且点不在上

      以下证明方程在内有解。

      记则

      令

     

      在内是减函数,

      取则,即

      同理可证

      函数在()内有零点

      即方程在内有解

     又对于函数取,则,

      可知即点不在上。

      又是增函数,的零点是唯一的,

      即方程在内有唯一解

      综上,曲线上的任意一条弦均有伴随切线,并且伴随切线是唯一的

    (ii)取曲线,则曲线的任意一条弦均有伴随切线。

      证明如下:

      设是曲线上任意两点,

      则

      即曲线的任意一条弦均有伴随切线

      注:只要考生给出一条满足条件的曲线,并给出正确证明,均给满分,若只给

曲线,没有给出正确的证明,不给分。

解法二:

    (I)同解法一。

    (Ⅱ)(i)设是曲线上的任意两点,要证明 有伴随切线,只需证明存在点,,使得

      且点不在上

      即证存在,使得

      即成立,且点不在上

      以下证明方程在内有解

      设

       则

      记

     

      在内是增函数,

     

      同理

      方程在内有解

      又对于函数

     

      可知即点不在上。

      又在内是增函数。

      方程在内有唯一解

      综上,曲线上的任意一条弦均有伴随切线,并且伴随切线是唯一的

      (ii)同解法一。

2下述数阵称为“森德拉姆筛”,记为S.其特点是每行每列都是等差数列,第i行第j列的数记为Aij.

1   4   7   10   13   …

4   8   12   16   20   …

7   12   17   22   27   …

10   16   22   28   34   …

13   20   27   34   41   …

…  …  …  …

(1)证明:存在常数,对任意正整数i、j,总是合数;

(2)设 S中主对角线上的数1,8,17,28,41,…组成数列. 试证不存在正整数k和m,使得成等比数列;

(3)对于(2)中的数列,是否存在正整数p和r ,使得成等差数列.若存在,写出的一组解(不必写出推理过程);若不存在,请说明理由.

(1)[证明]因为第一行数组成的数列{A1j}(j=1,2,…)是以1为首项,公差为3的等差数列,所以A1 j=1+(j-1)×3=3 j-2,

第二行数组成的数列{A2j}(j=1,2,…)是以4为首项,公差为4的等差数列,

所以A2 j=4+(j-1)×4=4j  ………………………2分

所以A2 j-A1 j=4 j-(3 j-2)=j+2,

所以第j列数组成的数列{ Aij}(i=1,2,…)是以3 j-2为首项,

公差为 j+2的等差数列,

所以Aij=3 j-2+(i-1) ×(j+2) =ij+2i+2j-4

=(i+3) (j+2) 8.    ……………5分

故Aij+8=(i+3) (j+2)是合数.

所以当=8时,对任意正整数i、j,

总是合数    …………6分

(2)[证明](反证法)假设存在k、m,,使得成等比数列,即      ……………7分

∵bn=Ann =(n+2)2-4

∴

得,

即,    10分

又∵,且k、m∈N,∴k≥2、m≥3,

∴,这与∈Z矛盾,所以不存在正整数k和m,

使得成等比数列.……………12分

(3)[解]假设存在满足条件的,那么

即.     ……… 14分

不妨令 得

所以存在使得成等差数列.  …… 16分

(注:第(3)问中数组不唯一,例如也可以)

 0  328920  328928  328934  328938  328944  328946  328950  328956  328958  328964  328970  328974  328976  328980  328986  328988  328994  328998  329000  329004  329006  329010  329012  329014  329015  329016  329018  329019  329020  329022  329024  329028  329030  329034  329036  329040  329046  329048  329054  329058  329060  329064  329070  329076  329078  329084  329088  329090  329096  329100  329106  329114  447090 

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