定義函數(shù)f(x)=
ln(x+2)+2
x
,g(x)=
m
x+2

(Ⅰ)若m=3
3
,求函數(shù)y=g(x)圖象上任意一點(diǎn)P到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離的最小值;
(Ⅱ)是否存在最大的正整數(shù)m,使得對(duì)任意的正數(shù)k,都存在實(shí)數(shù)a,b滿足-2<a<b<k,有f(k)=f(a)=f(b),如果存在,求出最大的正整數(shù)m;如果不存在,請(qǐng)說明理由.
考點(diǎn):利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上函數(shù)的最值,利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點(diǎn)切線方程,點(diǎn)到直線的距離公式
專題:導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用
分析:(Ⅰ)在函數(shù)g(x)的圖象上任意取一點(diǎn)P(x,
3
3
x+2
),則|OP|=
x2+(
3
3
x+2
)2
,根據(jù)對(duì)稱性,取到最小值的點(diǎn)的橫坐標(biāo)x>0,由此能求出函數(shù)y=g(x)圖象上任意一點(diǎn)P到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離的最小值為2.
(Ⅱ)假設(shè)存在滿足條件的正整數(shù)m,函數(shù)g(x)=
m
x+2
在(-2,+∞)上單調(diào)遞減,f(k)=g(b)>g(k),當(dāng)x>0時(shí),不等式f(x)>g(x)恒成立,由此利用導(dǎo)數(shù)性質(zhì)推導(dǎo)出存在最大數(shù)m=5滿足條件.
解答: 解:(Ⅰ)在函數(shù)g(x)的圖象上任意取一點(diǎn)P(x,
3
3
x+2
),
則|OP|=
x2+(
3
3
x+2
)2
,根據(jù)對(duì)稱性,取到最小值的點(diǎn)的橫坐標(biāo)x>0,
令P(x)=x2+(
3
3
x+2
2p(x)=2x-2×27(
1
x+2
)2
=0,
即x(x+2)3=27,
觀察得x=1是方程的一個(gè)根,且x∈(0,1),
∴P′(x)<0,x∈(1,+∞),
∴P(x)min=4,∴|OP|min=2.
即函數(shù)y=g(x)圖象上任意一點(diǎn)P到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離的最小值為2.
(Ⅱ)假設(shè)存在滿足條件的正整數(shù)m,函數(shù)g(x)=
m
x+2
在(-2,+∞)上單調(diào)遞減,
f(k)=g(b)>g(k),
當(dāng)x>0時(shí),不等式f(x)>g(x)恒成立,即:
2+ln(x+2)
x
m
x+2
,∴m<
(x+2)[2+ln(x+2)]
x
,
令h(x)=
(x+2)[2+ln(x+2)]
x
,x>0,
h(x)=
x-4-2ln(x+2)
x
,x>0
設(shè)p(x)=x-4-2ln(x+2),x>0
則p′(x)=
x
x+2
>0,x>0,∴p(x)=x-4-2ln(x+2),x>0是單調(diào)增函數(shù),
而p(8)=4-2ln10<0,p(9)=5-2ln11>0,
存在唯一正實(shí)數(shù)x0滿足p(x0)=0,
∴h′(x0)=0,x0∈(8,9),
當(dāng)x∈(0,x0)時(shí),h′(x)0.
∴x∈(0,+∞)時(shí),h(x)min=h(x0)=
(x0+2)[2+ln(x0+2)]
x0
=
x0+2
2
∈(5,
11
2
),
存在最大正數(shù)m滿足條件.
下面證明,當(dāng)m=5時(shí),對(duì)x∈(-2,0),有f(x)<g(x),
即(x+2)ln(x+2)+4-3x>0,
令r(x)=(x+2)ln(x+2)+4-3x,r′(x)=ln(x+2)-2<0,x∈(-2,0),
∴r(x)>r(0)=4+2ln2>0,不等式成立,
∵函數(shù)g(x)=
m
x+2
在(0,+∞)的值域?yàn)椋?,+∞),
函數(shù)f(x)=
ln(x+2)+2
x
在(0,+∞)的值域?yàn)椋?,+∞),
在(-2,0)上的值域?yàn)椋?∞,+∞),
∴存在實(shí)數(shù)a,b,滿足-1<a<b<k,有f(k)=f(a)=g(b),
∴存在最大數(shù)m=5滿足條件.
點(diǎn)評(píng):本題考查函數(shù)y=g(x)圖象上任意一點(diǎn)P到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離的最小值的求法,考查是否存在滿足條件的最大的正整數(shù)的判斷與求法,解題時(shí)要認(rèn)真審題,注意導(dǎo)數(shù)性質(zhì)的合理運(yùn)用.
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極坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)A,B的極坐標(biāo)分別為(1,0),(4,0),點(diǎn)P是平面內(nèi)一動(dòng)點(diǎn),且|PB|=2|PA|,動(dòng)點(diǎn)P的軌跡為曲線C.
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(1)當(dāng)點(diǎn)P在圓上運(yùn)動(dòng)時(shí),求點(diǎn)Q的軌跡方程;
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3
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時(shí)間(分鐘)10~2020~3030~4040~5050~60
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L2的頻率00.10.40.40.1
現(xiàn)甲、乙兩人分別有40分鐘和50分鐘時(shí)間用于趕往火車站.
(1)為了盡最大可能在各自允許的時(shí)間內(nèi)趕到火車站,甲和乙應(yīng)如何選擇各自的路徑?
(2)如果甲隨機(jī)地選取了一條路徑,求甲在允許的時(shí)間內(nèi)能趕到火車站的概率;
(3)如果甲、乙都是隨機(jī)地選取了一條路徑,求他們?cè)谠试S的時(shí)間內(nèi)至少有一人不能趕到火車站的概率.

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(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
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1
2
,數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn=n2an(n∈N*),數(shù)列{bn}滿足b1=2,bn+1=2bn
(1)求數(shù)列{an}和{bn}的通項(xiàng)公式;
(2)是否存在自然數(shù)m,使得對(duì)任意n∈N*,n≥2,有1+
1
b1
+
1
b2
+…+
1
bn-1
m-8
4
恒成立?若存在,求出m的最小值;若不存在,請(qǐng)說明理由.

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1-x2
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1
2
a15=
 

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