;(2)证明见解析;(3)(2,2)- 【解析】 【分析】 【详解】
设1122(,),(,)A x y B x y .
(1)因为直线l 的倾斜角为45?,(1,0)F ,所以直线AB 的方程为1y x =-,联立方程组22
1
12
y x x y =-??
?+=??,消去y 并整理,得2340x x -=,则121242
,323
x x x x ++==,
故线段AB 的中点的横坐标为
2
3
. (2)根据题意得点11(,)C x y -,
若直线AB 的斜率为0,则直线AB 的方程为0y =,A 、C 两点重合,显然M ,B ,C 三点共线; 若直线AB 的斜率不为0,设直线AB 的方程为1x my =+,
联立方程组22
112
x my x y =+???+=??,消去x 并整理得22
(2)210m y my ++-=, 则121222
21
,22
m y y y y m m +=-=-++,设直线BM 、CM 的斜率分别为BM k 、CM k , 则2121122112121222112121212
(2)(2)(1)(1)2()
22(2)(2)(1)(1)1()BM CM y y y x y x y my y my my y y y k k x x x x my my m y y m y y --+--+--+-=
-====-------++2
2
22
2222220
2122
m m m m m m m m -+++=+-
++,即BM k =CM k ,即M ,B ,C 三点共线.
(3)根据题意,得直线GH 的斜率存在,设该直线的方程为(2)y k x =-, 设003344(,),(,),(,)P x y G x y H x y ,
联立方程组22
12
(2)x y y k x =+=-?????,消去y 并整理,得2222
(12)8820k x k x k +-+-=, 由4
2
2
644(12)(82)0k k k ?=-+->,整理得2
1<2k ,又22343422
882
,1212k k x x x x k k -+==++,
所以34342
4(4)12k
y y k x x k +=+-=-+,
结合OG OH OP λ+=,得034034,x x x y y y λλ=+=+,
当0λ=时,该直线为x 轴,即0y =,
此时椭圆上任意一点P 都满足OG OH OP λ+=,此时符合题意;
当0λ≠时,由OG OH OP λ+=,得2
020*********k x k k y k λλ?=???+?-?=??+?
,代入椭圆C 的方程,得4222222232161(12)(12)k k k k λλ+=++,整理,得2222
16161122k k k λ==++, 再结合21<2
k ,得到20<<4λ,即(2,0)(0,2)λ∈-, 综上,得到实数λ的取值范围是(2,2)-.
22.已知函数()cos x f x x
=,()sin cos g x x x x =+. (1)判断函数()g x 在区间()0,2π上的零点的个数;
(2)记函数()f x 在区间()0,2π上的两个极值点分别为1x 、2x ,求证:()()12
0f x f x +<. 【答案】(1)2;(2)见解析.
【解析】
【分析】
(1)利用导数分析函数()y f x =在区间()0,2π上的单调性与极值,结合零点存在定理可得出结论; (2)设函数()y f x =的极大值点和极小值点分别为1x 、2x ,由(1)知1,2x ππ??∈ ???,23,22x ππ??∈ ???,且满足()sin cos 01,2i i i x x x i +==,1tan i i
x x =-,于是得出()()1212sin sin f x f x x x +=--,由1211x x >得12tan tan x x ->-,利用正切函数的单调性推导出122
x x πππ<<-<,再利用正弦函数的单调性可得出结论.
【详解】
(1)()sin cos g x x x x =+,()cos g x x x '∴=,
02x π<<,当0,2x π??∈ ???时,cos 0x >,cos 0x x >,()0g x '>,则函数()y g x =在0,2π?? ???
上单调递增; 当3,22x ππ??∈ ???时,cos 0x <,cos 0x x <,()0g x '<,则函数()y g x =在3,22ππ?? ???上单调递减;
当3,22x ππ??∈ ???
时,cos 0x >,cos 0x x >,()0g x '>,则函数()y g x =在3,22ππ?? ???上单调递增. ()010g =>,022g ππ??=> ???,()10g π=-<,33022g ππ??=-< ???
,()210g π=>. 所以,函数()y g x =在0,2π?
? ???与3,2ππ?
? ???不存在零点,在区间,2ππ?? ???和3,22ππ?? ???上各存在一个零点. 综上所述,函数()y g x =在区间()0,2π上的零点的个数为2;
(2)()cos x f x x =,()()22
sin cos g x x x x f x x x +∴=--'=. 由(1)得,()sin cos g x x x x =+在区间,2ππ??
???与3,22ππ?? ???上存在零点, 所以,函数()y f x =在区间,2ππ?? ???与3,22ππ?? ???上各存在一个极值点1x 、2x ,且1,2x ππ??∈ ???,23,22x ππ??∈ ???
, 且满足()0i g x =即()sin cos 01,2i i i x x x i +==,1tan i i
x x =-, ()()12121212
cos cos sin sin x x f x f x x x x x ∴+=+=--, 又123222
x x ππππ<<<<<,1211x x ∴>即12tan tan x x ->-,()122tan tan tan x x x π<=-, 1,2x ππ??∈ ???,23,22x ππ??∈ ???,2,2x πππ??∴-∈ ???
, 由tan y x =在,2x ππ??∈ ???
上单调递增,得122x x πππ<<-<, 再由sin y x =在,2x ππ??∈
???上单调递减,得()122sin sin sin x x x π>-=- 12sin sin 0x x ∴+>,即()()120f x f x +<.
【点睛】
本题考查利用导数研究函数的零点个数问题,同时也考查了利用导数证明不等式,考查分析问题和解决问题的能力,属于难题.
23.已知椭圆22
22:1(0)x y
C a b a b +=>>的左焦点坐标为(,A ,B 分别是椭圆的左,右顶点,P 是
椭圆上异于A ,B 的一点,且PA ,PB 所在直线斜率之积为14
-
. (1)求椭圆C 的方程; (2)过点(0,1)Q 作两条直线,分别交椭圆C 于M ,N 两点(异于Q 点).当直线QM ,QN 的斜率之和为定值(0)t t ≠时,直线MN 是否恒过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请说明理.
【答案】(1)2
214
x y +=(2)直线MN 过定点2,1t ??-- ??? 【解析】
【分析】
(1)14PA PB k k ?=-?2214
b a -=-,再由223a b =+,解方程组即可; (2)设()11,M x y ,()22,N x y ,由QM QN k k t +=,得()1212122(1)kx x m x x tx x +-+=,由直线MN 的方程与椭圆方程联立得到根与系数的关系,代入计算即可.
【详解】
(1
)由题意知:c =2214
PA PB b k k a ?=-=-,且222a b c =+ 解得2a =,1b =, ∴椭圆方程为2
214
x y +=, (2)当直线MN 的斜率存在时,设其方程为y kx m =+,设()11,M x y ,()22,N x y ,
由2244
y kx m x y =+??+=?,得()222148440k x kmx m +++-=. 则122814km x x k -+=+,21224414m x x k
-=+(*) 由QM QN k k t +=, 得1212
11kx m kx m t x x +-+-+=, 整理可得()1212122(1)kx x m x x tx x +-+=
(*)代入得22222
448442(1)141414m km m k m t k k k ----=+++, 整理可得(1)(2)0m k tm t --+=,
又1m ≠

