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.
(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>0,1 x
∴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)=
(0<x<1),1-x lnx
g'(x)=
=-lnx-
+11 x ln 2x
(0<x<1),x-xlnx-1 xln 2x
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=
(0<m<1)},N={f2(n)|f2(n)=lnm m-1
(n>1)},n-1 lnn
有g(x)性质可得:取m∈(
,1 e3
),f1(m)=1 e
在(lnm m-1
,1 e3
)上单调递增,1 e
∴f1(m)∈[
,e e-1
],2∈[3e3 e3-1
,e e-1
]3e3 e3-1
取n∈[e,e2],f2(n)=
在[e,e2]递增,n-1 lnn
∴f2(n)∈[e-1,
],2∈[e-1,e2-1 2
].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=ex x
(xlnx-x+1).ex x
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.