则|MN|=•|y1﹣y2|=•
=•=12•,
A到PQ的距离为d==,
|PQ|=2=2=,
则四边形MPNQ面积为S=|PQ|•|MN|=••12•
=24•=24,
当m=0时,S取得最小值12,又>0,可得S<24•=8,
即有四边形MPNQ面积的取值范围是[12,8).
【点评】本题考查轨迹方程的求法,注意运用椭圆和圆的定义,考查直线和椭圆方程联立,运用韦达定理和弦长公式,以及直线和圆相交的弦长公式,考查不等式的性质,属于中档题.
21.(12分)已知函数f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2有两个零点.
(Ⅰ)求a的取值范围;
(Ⅱ)设x1,x2是f(x)的两个零点,证明:x1+x2<2.
【考点】51:函数的零点;6D:利用导数研究函数的极值.菁优网版权所有
【专题】32:分类讨论;35:转化思想;4C:分类法;4R:转化法;51:函数的性质及应用.
【分析】(Ⅰ)由函数f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2可得:f′(x)=(x﹣1)ex+2a(x﹣1)=(x﹣1)(ex+2a),对a进行分类讨论,综合讨论结果,可得答案.
(Ⅱ)设x1,x2是f(x)的两个零点,则﹣a==,令g(x)=,则g(x1)=g(x2)=﹣a,分析g(x)的单调性,令m>0,则g(1+m)﹣g(1﹣m)=,
设h(m)=,m>0,利用导数法可得h(m)>h(0)=0恒成立,即g(1+m)>g(1﹣m)恒成立,令m=1﹣x1>0,可得结论.
【解答】解:(Ⅰ)∵函数f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2,
∴f′(x)=(x﹣1)ex+2a(x﹣1)=(x﹣1)(ex+2a),
①若a=0,那么f(x)=0⇔(x﹣2)ex=0⇔x=2,
函数f(x)只有唯一的零点2,不合题意;
②若a>0,那么ex+2a>0恒成立,
当x<1时,f′(x)<0,此时函数为减函数;
当x>1时,f′(x)>0,此时函数为增函数;
此时当x=1时,函数f(x)取极小值﹣e,
由f(2)=a>0,可得:函数f(x)在x>1存在一个零点;
当x<1时,ex<e,x﹣2<﹣1<0,
∴f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2>(x﹣2)e+a(x﹣1)2=a(x﹣1)2+e(x﹣1)﹣e,
令a(x﹣1)2+e(x﹣1)﹣e=0的两根为t1,t2,且t1<t2,
则当x<t1,或x>t2时,f(x)>a(x﹣1)2+e(x﹣1)﹣e>0,
故函数f(x)在x<1存在一个零点;
即函数f(x)在R是存在两个零点,满足题意;
③若﹣<a<0,则ln(﹣2a)<lne=1,
当x<ln(﹣2a)时,x﹣1<ln(﹣2a)﹣1<lne﹣1=0,
ex+2a<eln(﹣2a)+2a=0,
即f′(x)=(x﹣1)(ex+2a)>0恒成立,故f(x)单调递增,
当ln(﹣2a)<x<1时,x﹣1<0,ex+2a>eln(﹣2a)+2a=0,
即f′(x)=(x﹣1)(ex+2a)<0恒成立,故f(x)单调递减,
当x>1时,x﹣1>0,ex+2a>eln(﹣2a)+2a=0,