，即，解得或，

　　经检验，当或时，都有，

　　从而得正方形边长或．

　　正方形ABCD面积或. （12分）

21. 解：（Ⅰ）的定义域为，且，（2分）

①当时， ，此时的单调递减区间为.

②当时，由，得；

由，得.

此时的单调减区间为，单调增区间为.

③当时，由，得；

由，得.

此时的单调减区间为，单调增区间为.（6分）

（Ⅱ）当时，要证： ，

　　　只要证： ，即证： .（*）

　　　设，则，

　　　令， 由（1）知在上单调递增，

　　当时， ，于是，所以在上单调递增，

所以当时，（*）式成立，