问题 解答题
已知函数y=
1+bx
ax+1
(a>0,x≠-
1
a
)
的图象关于直线y=x对称.
(1)求实数b的值;
(2)设A、B是函数图象上两个不同的定点,记向量
e1
=
AB
e2
=(1,0)
,试证明对于函数图象所在的平面里任一向量
c
,都存在唯一的实数λ1、λ2,使得
c
=λ1
e1
+λ2
e2
成立.
答案

(1)∵函数y=

1+bx
ax+1
(a>0,x≠-
1
a
)的图象关于直线y=x对称,

∴当点(x0y0)(x0≠-

1
a
)在函数的图象上时,点(y0x0)(y0≠-
1
a
)
也在函数的图象上,即
y0=
1+bx0
ax0+1
x0=
1+by0
ay0+1
,化简,得(a+ab)x02+(1-b2)x0-1-b=0.

此关于x0的方程对x0≠-

1
a
的实数均成立,即方程的根多于2个,

a+ab=0
1-b2=0
-1-b=0
,解之,得b=-1.

(2)由(1)知,y=

1-x
ax+1
(a>0,x≠-
1
a
),又点A、B是该函数图象上不同两点,则它们的横坐标必不相同,于是,可设A(x1,y1)、B(x2,y2)(x1≠x2),

所以

e1
=
AB
e2
=(1,0)都是非零向量.

y1-y2=

1-x1
ax1+1
-
1-x2
ax2+1
=
(1+a)(x2-x1)
(1+ax1)(1+ax2)
(x1x2,a>0)

∴y1≠y2

e1
=
AB
=(x2-x1y2-y1)与
e2
=(1,0)
不平行,

e1
e2
为函数图象所在坐标平面上所有向量的一组基.

根据平面向量的分解定理,可知,函数图象所在的平面上任一向量

c
,都存在唯一实数λ1、λ2,使得
c
=λ1
e1
+λ2
e2
成立.

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