21.本小题主要考查函数、导数等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力、考查函数与方程思想、数形结合思想、化归与转化思想、分类与整合思想,满分12分。
解法一:
(I)依题意,得
由得
(Ⅱ)由(I)得(
故
令,则
或
①当时,
当变化时,
与
的变化情况如下表:
+ | — | + | |
单调递增 | 单调递减 | 单调递增 |
由此得,函数的单调增区间为
和
,单调减区间为
②由时,
,此时,
恒成立,且仅在
处
,故函数
的单调区间为R
③当时,
,同理可得函数
的单调增区间为
和
,单调减区间为
综上:
当时,函数
的单调增区间为
和
,单调减区间为
;
当时,函数
的单调增区间为R;
当时,函数
的单调增区间为
和
,单调减区间为
(Ⅲ)当时,得
由,得
由(Ⅱ)得的单调增区间为
和
,单调减区间为
所以函数在
处取得极值。
故
所以直线的方程为
由得
令
易得,而
的图像在
内是一条连续不断的曲线,
故在
内存在零点
,这表明线段
与曲线
有异于
的公共点
解法二:
(I)同解法一
(Ⅱ)同解法一。
(Ⅲ)当时,得
,由
,得
由(Ⅱ)得的单调增区间为
和
,单调减区间为
,所以函数
在
处取得极值,
故
所以直线的方程为
由得
解得
所以线段与曲线
有异于
的公共点
22.本小题主要考查直线、椭圆、直线与圆锥曲线的位置关系等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查数形结合思想、化归与转化思想,满分14分
解法一:
(I)由已知得,椭圆的左顶点为
上顶点为
故椭圆的方程为
(Ⅱ)直线AS的斜率显然存在,且
,故可设直线
的方程为
,从而
由得
0
设则
得
,从而
即又
由得
故
又
当且仅当,即
时等号成立
时,线段
的长度取最小值
(Ⅲ)由(Ⅱ)可知,当取最小值时,
此时的方程为
要使椭圆上存在点
,使得
的面积等于
,只须
到直线
的距离等于
,所以
在平行于
且与
距离等于
的直线
上。
设直线
则由解得
或
① 当由
由于故直线
与椭圆C有两个不同的交点
② 当由
由于与椭圆C没有交点
综上所述,当线段MN的长度最小时,椭圆上仅存在两个不同的点T,使得的面积等于
解法二:
(Ⅰ)同解法一
(Ⅱ)设
设
故
当且仅当时等号成立
即M,N的长度的最小值为
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,当M,N取最小值时,
此时BS的方程为
设与直线BS平行的直线方程为
由
当直线与椭圆C有唯一公共点时,有解得
当时,两平行直线BS:
与
:
间的距离
,
当时,两平行直线BS:
与
:
间的距离
,
故
在BS边上的高
椭圆C上存在两个不同的点T,使得
的面积等于
即线段MN的长度最小时,椭圆C上仅存在两个不同的点T,使得的面积等于