∴|AB|==.
【点评】本题考查了抛物线的性质,属中档题.
20.(12分)已知函数f(x)=sinx﹣ln(1+x),f′(x)为f(x)的导数.证明:
(1)f′(x)在区间(﹣1,)存在唯一极大值点;
(2)f(x)有且仅有2个零点.
【分析】(1)f(x)的定义域为(﹣1,+∞),求出原函数的导函数,进一步求导,得到f″(x)在(﹣1,)上为减函数,结合f″(0)=1,f″()=﹣1+<﹣1+1=0,由零点存在定理可知,函数f″(x)在(﹣1,)上存在唯一得零点x0,结合单调性可得,f′(x)在(﹣1,x0)上单调递增,在(x0,)上单调递减,可得f′(x)在区间(﹣1,)存在唯一极大值点;
(2)由(1)知,当x∈(﹣1,0)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x∈(0,x0)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;由于f′(x)在(x0,)上单调递减,且f′(x0)>0,f′()<0,可得函数f′(x)在(x0,)上存在唯一零点x1,结合单调性可知,当x∈(x0,x1)时,f(x)单调递增;当x∈()时,f(x)单调递减.当x∈(,π)时,f(x)单调递减,再由f()>0,f(π)<0.然后列x,f′(x)与f(x)的变化情况表得答案.
【解答】证明:(1)f(x)的定义域为(﹣1,+∞),
f′(x)=cosx,f″(x)=﹣sinx+,
令g(x)=﹣sinx+,则g′(x)=﹣cosx<0在(﹣1,)恒成立,
∴f″(x)在(﹣1,)上为减函数,
又∵f″(0)=1,f″()=﹣1+<﹣1+1=0,由零点存在定理可知,
函数f″(x)在(﹣1,)上存在唯一的零点x0,结合单调性可得,f′(x)在(﹣1,x0)上单调递增,
在(x0,)上单调递减,可得f′(x)在区间(﹣1,)存在唯一极大值点;
(2)由(1)知,当x∈(﹣1,0)时,f′(x)单调递增,f′(x)<f′(0)=0,f(x)单调递减;
当x∈(0,x0)时,f′(x)单调递增,f′(x)>f′(0)=0,f(x)单调递增;
由于f′(x)在(x0,)上单调递减,且f′(x0)>0,f′()=<0,
由零点存在定理可知,函数f′(x)在(x0,)上存在唯一零点x1,结合单调性可知,
当x∈(x0,x1)时,f′(x)单调递减,f′(x)>f′(x1)=0,f(x)单调递增;
当x∈()时,f′(x)单调递减,f′(x)<f′(x1)=0,f(x)单调递减.
当x∈(,π)时,cosx<0,﹣<0,于是f′(x)=cosx﹣<0,f(x)单调递减,
其中f()=1﹣ln(1+)>1﹣ln(1+)=1﹣ln2.6>1﹣lne=0,
f(π)=﹣ln(1+π)<﹣ln3<0.
于是可得下表:
x (﹣1,0)0 (0,x1)x1() ()π
f´(x)﹣ 0+0﹣﹣﹣﹣
f(x)单调递减 0单调递增 大于0单调递减 大于0单调递减 小于0
结合单调性可知,函数f(x)在(﹣1,]上有且只有一个零点0,
由函数零点存在性定理可知,f(x)在(,π)上有且只有一个零点x2,
当x∈[π,+∞)时,f(x)=sinx﹣ln(1+x)<1﹣ln(1+π)<1﹣ln3<0,因此函数f(x)在[π,+∞)上无零点.
综上,f(x)有且仅有2个零点.
【点评】本题考查利用导数求函数的极值,考查函数零点的判定,考查数学转化思想方法,考查函数与方程思想,考查逻辑思维能力与推理运算能力,难度较大.
21.(12分)为治疗某种疾病,研制了甲、乙两种新药,希望知道哪种新药更有效,为此进行动物试验.试验方案如下:每一轮选取两只白鼠对药效进行对比试验.对于两只白鼠,随机选一只施以甲药,另一只施以乙药.一轮的治疗结果得出后,再安排下一轮试验.当其中一种药治愈的白鼠比另一种药治愈的白鼠多4只时,就停止试验,并认为治愈只数多的药更有效.为了方便描述问题,约定:对于每轮试验,若施以甲药的白鼠治愈且施以乙药的白鼠未治愈则甲药得1分,乙药得﹣1分;若施以乙药的白鼠治愈且施以甲药的白鼠未治愈则乙药得1分,甲药得﹣1分;若都治愈或都未治愈则两种药均得0分.甲、乙两种药的治愈率分别记为α和β,一轮试验中甲药的得分记为X.
(1)求X的分布列;
(2)若甲药、乙药在试验开始时都赋予4分,pi(i=0,1,…,8)表示“甲药的累计得分为i时,最终认为甲药比乙药更有效”的概率,则p0=0,p8=1,pi=api﹣1+bpi+cpi+1(i=1,2,…,7),其中a=P(X=﹣1),b=P(X=0),c=P(X=1).假设α=0.5,β=0.8.
(i)证明:{pi+1﹣pi}(i=0,1,2,…,7)为等比数列;
(ii)求p4,并根据p4的值解释这种试验方案的合理性.
【分析】(1)由题意可得X的所有可能取值为﹣1,0,1,再由相互独立试验的概率求P(X=﹣1),P(X=0),P(X=1)的值,则X的分布列可求;
(2)(i)由α=0.5,β=0.8结合(1)求得a,b,c的值,代入pi=api﹣1+bpi+cpi+1,得到(pi+1﹣pi)=4(pi﹣pi﹣1),由p1﹣p0=p1≠0,可得{pi+1﹣pi}(i=0,1,2,…,7)为公比为4,首项为p1的等比数列;
(ii)由(i)可得,p8=(p8﹣p7)+(p7﹣p6)+…+(p1﹣p0)+p0,利用等比数列的前n项和与p8=1,得p1=,进一步求得p4=.P4表示最终认为甲药更有效的概率,结合α=0.5,β=0.8,可得在甲药治愈率为0.5,乙药治愈率为0.8时,认为甲药更有效的概率为,此时得出错误结论的概率非常小,说明这种试验方案合理.