练习题集[51]基础练习

1、设$A(x_1,y_1)$,$B(x_2,y_2)$为抛物线$y^2=2px$($p>0$)上不同两点,若以$AB$为直径的圆恰与抛物线在另一公共点处相切,则$\dfrac{p}{x_1+x_2}-\dfrac{y_1y_2}{x_1x_2-y_1y_2}$的最小值为_______.

2、已知$f(x)=x^3+ax^2+bx+c$,其中$a,b,c$为两两不等的非零整数,且$f(a)=a^3$,$f(b)=b^3$,则$c=$_______.

3、若实数$a,b,c$满足$a\leqslant b\leqslant c$且$ab+bc+ca=0$,$abc=1$,不等式$|a+b|\geqslant k|c|$恒成立,则实数$k$的最大值为_______.

4、已知数列$\{a_n\}$的前$n$项和为$S_n$,$S_1=6$,$S_2=4$,$S_n>0$,且$S_{2n},S_{2n-1},S_{2n+2}$成等比数列,$S_{2n-1},S_{2n+2},S_{2n+1}$成等差数列,则$a_{2016}=$_______.

5、设$P$为椭圆$\dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{y^2}{b^2}=1$($a>b>0$)上的点,$A,B$分别为双曲线$\dfrac{x^2}{a^2}-\dfrac{y^2}{b^2}=1$两渐近线上的动点,且$\overrightarrow{AP}=\lambda \overrightarrow{PB}$($\lambda$为常数).设$O$为坐标原点,若$\triangle AOB$面积的最大值为$\dfrac{a^2+b^2}{a+b}\cdot \dfrac{(1+\lambda)^2}{4|\lambda|}$,则$\dfrac 1a+\dfrac 7b$的取值范围是_______.

6、已知$x>0$,求$f(x)=\left(1+\dfrac 1x\right)^x\cdot (1+x)^{\frac 1x}$的最大值.

7、已知$1<x<2$,求证:$\dfrac{2}{x-1}>\dfrac{1}{\ln x}-\dfrac{1}{\ln (2-x)}$.


参考答案

1、$\dfrac 34$

提示    不妨设$y^2=x$,$A(a^2,a)$,$B(b^2,b)$,则联立圆与抛物线的方程,有$$\begin{cases} (x-a^2)(x-b^2)+(y-a)(y-b)=0, \\ y^2=x,\end{cases} $$于是$$(y-a)(y-b)[(y+a)(y+b)+1]=0,$$因此$$(a+b)^2-4(ab+1)=0,$$即$$a^2+b^2=2ab+4.$$

欲求代数式为$$\dfrac{1}{2(a^2+b^2)}-\dfrac{1}{ab-1}=\dfrac{1}{4ab+8}+\dfrac 4{4-4ab}\geqslant \dfrac 34,$$其中用到了柯西不等式.

2、$16$

提示    根据题意有$$\begin{cases} a^3+ab=-c,\\ ab^2+b^2=-c,\end{cases} $$因此$$[(a+1)b+a^2]\cdot (b-a)=0,$$于是$b=-\dfrac{a^2}{a+1}$,于是$a=-2$,$b=4$,从而$c=16$.

3、$4$

提示    $a\leqslant b<0<c$,于是$\dfrac 1c=-\dfrac 1a-\dfrac 1b$.

4、$-1009$

提示    $\{\sqrt{S_{2n}}\}$为等差数列.

5、$(7,9]$

提示    $\dfrac{a^2+b^2}{a+b}=ab$.

6、只需要考虑$x\in (0,1]$的情形,记$$g(x)=\ln f(x)=x\ln\left(1+\dfrac 1x\right)+\dfrac 1x\ln (1+x),$$于是$g(x)$的导函数$$g'(x)=\ln\left(1+\dfrac 1x\right)-\dfrac 1{x^2}\ln (x+1)+\dfrac{1-x}{x^2+x},$$其二阶导函数$$g''(x)=\dfrac{2}{x^3}\cdot \left[\ln (1+x)-\dfrac{2x^2+x}{(x+1)^2}\right],$$设$$r(x)=\ln (1+x)-\dfrac{2x^2+x}{(x+1)^2},$$则$r(x)$的导函数$$r'(x)=\dfrac{x(x-1)}{(1+x)^3},$$从而$r(x)$在$(0,1)$上单调递减,在$(1,+\infty)$上单调递增,注意到$g'(1)=0$,于是在$(0,1]$上有$g'(x)\geqslant 0$,因此$g(x)$在$(0,1]$上的最大值是$g(1)=\ln 4$,也即所求代数式$f(x)$的最大值为$4$.

7、由于$1<x<2$,$\dfrac{1}{2-x}>1$,于是$$\ln x>\dfrac{2(x-1)}{x+1},\ln\dfrac{1}{2-x}>\dfrac{2(x-1)}{3-x},$$即得.

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