21.(本小题满分13分)
如图7,椭圆的离心率为,轴被曲线 截得的线段长等于的长半轴长。
(Ⅰ)求,的方程;
(Ⅱ)设与轴的交点为M,过坐标原点O的直线与相交于点A,B,直线MA,MB分别与相交与D,E.
(i)证明:;
(ii)记△MAB,△MDE的面积分别是.问:是否存在直线,使得=?
请说明理由。
解析:(I)由题意知,从而,又,解得。
故,的方程分别为。
(II)(i)由题意知,直线的斜率存在,设为,则直线的方程为.
由得,
设,则是上述方程的两个实根,于是。
又点的坐标为,所以
故,即。
(ii)设直线的斜率为,则直线的方程为,由解得或,则点的坐标为
又直线的斜率为 ,同理可得点B的坐标为.
于是
由得,
解得或,则点的坐标为;
又直线的斜率为,同理可得点的坐标
于是
因此
由题意知,解得 或。
又由点的坐标可知,,所以
故满足条件的直线存在,且有两条,其方程分别为和。
22.(本小题满分13分)
已知函数() =,g ()=+。
(Ⅰ)求函数h ()=()-g ()的零点个数,并说明理由;
(Ⅱ)设数列满足,,证明:存在常数M,使得对于任意的,都有≤ .
解析:(I)由知,,而,且,则为的一个零点,且在内有零点,因此至少有两个零点
解法1:,记,则。
当时,,因此在上单调递增,则在内至多只有一个零点。又因为,则在内有零点,所以在内有且只有一个零点。记此零点为,则当时,;当时,;
所以,
当时,单调递减,而,则在内无零点;
当时,单调递增,则在内至多只有一个零点;
从而在内至多只有一个零点。综上所述,有且只有两个零点。
解法2:,记,则。
当时,,因此在上单调递增,则在内至多只有一个零点。因此在内也至多只有一个零点,
综上所述,有且只有两个零点。
(II)记的正零点为,即。
(1)当时,由,即.而,因此,由此猜测:。下面用数学归纳法证明:
①当时,显然成立;
②假设当时,有成立,则当时,由
知,,因此,当时,成立。
故对任意的,成立。
(2)当时,由(1)知,在上单调递增。则,即。从而,即,由此猜测:。下面用数学归纳法证明:
①当时,显然成立;
②假设当时,有成立,则当时,由
知,,因此,当时,成立。
故对任意的,成立。
综上所述,存在常数,使得对于任意的,都有.