Question

若任意直線l過點F（0，1），且與函數(shù)的圖象C于兩個不同的點A，B過點A，BC，兩切線交于點M
（Ⅰ）證明：點M縱坐標(biāo)是一個定值，并求出這個定值；
（Ⅱ）若不等式f（x）≥g（x），g（x）=alnx（a＞0），求實數(shù)a取值范圍；
（Ⅲ）求證：，（其中e自然對數(shù)的底數(shù)，n≥2，n∈N）．

Answer 1

（本小題滿分13分）
證明：（Ⅰ）設(shè)A（x₁，y₁），B（x₂，y₂），由題意知AB的斜率必存在，設(shè)AB：y=kx+1，
將其代入得：x²-4kx-4=0，∴x₁x₂=-4…（2分）
∵，∴，
AM：，化簡得：AM：y=…①
同理：BM：y=，…②
由①②消去x得：y=…（5分）
（Ⅱ）令F（x）=f（x）-g（x）=，（a＞0，x＞0），
∴F′（x）==
令 F′（x）=0 得x=，
當(dāng)x∈（0，）時F′（x）＜0，F(xiàn)（x）在x∈（0，）上單調(diào)遞減；
當(dāng)x∈（，+∞）時F′（x）＞0，F(xiàn)（x）在x∈（，+∞）上單調(diào)遞增；
∴F（x）在時取得最小值，…（7分）
要使f（x）≥g（x）恒成立，只需F（）≥0
即 ，解得，又a＞0，∴…（9分）
（Ⅲ）根據(jù)（Ⅱ）：取，則有，化簡得： …（11分）
分別令x=2，3，4，…，n，得：，，…，
相加：…（13分）
分析：（Ⅰ）設(shè)AB：y=kx+1，與拋物線方程聯(lián)立，求出x₁x₂，利用函數(shù)的導(dǎo)數(shù)推出AM，BM的斜率，得到它們的方程，然后求出點M縱坐標(biāo)是一個定值即可；
（Ⅱ）構(gòu)造F（x）=f（x）-g（x），求出函數(shù)的最小值，利用不等式f（x）≥g（x），說明F（x）的最小值大于等于0，即可求實數(shù)a取值范圍；
（Ⅲ）利用（Ⅱ）：取，則有，代入x=2，3，4，…，n，即可求證：，（其中e自然對數(shù)的底數(shù)，n≥2，n∈N）．
點評：本題考查函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用，利用函數(shù)的最值證明不等式，直線與拋物線的位置關(guān)系的應(yīng)用，考查轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)與計算能力．