问题 解答题

函数y=ex(e为自然对数的底数)的图象向下平移b(0<b,b≠1)个单位后得到的图象记为Cb,Cb与x轴交于Ab点,与y轴交于Bb点,O为坐标原点

(1)写出Cb的解析式和Ab,Bb两点的坐标

(2)判断线段OAb,OBb长度大小,并证明你的结论

(3)是否存在两个互不相等且都不等于1的正实数m,n,使得Rt△OAmBm与Rt△OAnBn相似,如果相似,能否全等?证明你的结论.

答案

(1)由题得y=ex-b,

令y=0,Ab(lnb,0);

令x=0,Bb(0,1-b).

(2)OAb=|lnb|,OBb=|1-b|.

①当0<b<1时,OAb=-lnb,OBb=1-b.

设函数f(x)-lnx-x-1 (0<x<1),

f'(x)=

1
x
-1>0,

∴f(x)在(0,1)上单调递增,

∴f(x)<f(1)=0,

∴-lnx>-x+1

∴OAb>OBb

②当b>1时,同理可得OAb>OBb

(3)①当三角形同在第二象限时,0<m<1,0<n<1时,OAb>OBb

若Rt△OAmBm与Rt△OAnBn相似,只有

1-m
-lnm
=
1-n
-lnn
1-m
lnm
=
1-n
lnn

设函数g(x)=

1-x
lnx
(0<x<1),

g'(x)=

-lnx-
1
x
+1
ln 2x
=
x-xlnx-1
xln 2x
(0<x<1),

设函数h(x)=x-lnx-1,h'(x)=-lnx>0在(0,1)上恒成立,

∴h(x)在(0,1)上单调递增,∴h(x)<h(1)=0在(0,1)上恒成立,

∴g'(x)<0在(0,1)上恒成立,g(x)在(0,1)上单调递减,

所以当0<m<1,0<n<1时,不存在.当三角形同在第四象限时,m>1,n>1,同理可得m,n不存在.

③当三角形在不同象限时,不妨设0<m<1,n>1时,若Rt△OAmBm与Rt△OAnBn相似,

则OAm>OBm,OAn<OBn,则有

lnm
m-1
=
n-1
lnn

设M={f1m|f1m=

lnm
m-1
(0<m<1)},N={f2(n)|f2(n)=
n-1
lnn
(n>1)},

有g(x)性质可得:取m∈(

1
e3
1
e
),f1(m)=
lnm
m-1
在(
1
e3
1
e
)上单调递增,

∴f1(m)∈[

e
e-1
3e3
e3-1
],2∈[
e
e-1
3e3
e3-1
]

取n∈[e,e2],f2(n)=

n-1
lnn
在[e,e2]递增,

f2(n)∈[e-1,

e2-1
2
],2∈[e-1,
e2-1
2
].

可得M∩N≠φ,因此存在0<m<1,n>1,使得Rt△OAmBm与Rt△OAnBn相似.

如果全等,则有.

OA m=OB n
OB m=OA n
-lnm=n-1
1-m=lnn
lnm=1-n
lnn=1-m

由lnm=1-n⇒m=e1-n,代入lnn=1-m,

lnn=1-e1-n⇒enlnn=en-e.

设函数F(x)=exlnx-ex+e (x>1),

F'(x)=exlnx+

ex
x
-ex=
ex
x
(xlnx-x+1).

设函数H(x)=xlnx-x+1   ( x>1),

H'(x)=lnx+1-1=lnx>0,

所以H(x)在(1,+∞)上单调递增,∴H(x)>H(1)=0.

所以F'(x)>0在(1,+∞)上恒成立,F(x)在(1,+∞)上单调递增

∴F(x)>F(1)=0.

因此不存在n>1,使得enlnn=en-e.

所以不存在两个互不相等且都不等于1的正实数m,n,使得Rt△OAmBm与Rt△OAnBn全等.

单项选择题 A1型题
单项选择题