Question

已知，為其反函數(shù).
（Ⅰ）說明函數(shù)與圖象的關(guān)系（只寫出結(jié)論即可）；
（Ⅱ）證明的圖象恒在的圖象的上方；
（Ⅲ）設直線與、均相切，切點分別為（）、（），且，求證：.

Answer 1

(Ⅰ) 關(guān)于直線對稱；(Ⅱ)見解析；(Ⅲ)見解析.

試題分析：(Ⅰ)原函數(shù)與其反函數(shù)的圖像關(guān)于直線對稱；(Ⅱ)先求出反函數(shù)的解析式：，引入中間函數(shù).先構(gòu)造函數(shù)，利用函數(shù)的單調(diào)性與導數(shù)的關(guān)系，求得函數(shù)的最小值是，找到關(guān)系；再構(gòu)造函數(shù)，利用函數(shù)的單調(diào)性與導數(shù)的關(guān)系，求得函數(shù)的最小值是，找到關(guān)系.從而證得“的圖象恒在的圖象的上方”；(Ⅲ)先求出以及，根據(jù)導數(shù)與切線方程的關(guān)系，由斜率不變得到，再根據(jù)兩點間的斜率公式得到.首先由指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)可得，那么，然后由得到，解得.
試題解析：（Ⅰ）與的圖象關(guān)于直線對稱.    2分
（Ⅱ），設，               4分
令，，
令，解得，
當時，當時；
∴當時，，
∴.                                  6分
令，，
令，解得；
當時，，當時，，
∴當時，，
∴.                             8分
∴的圖象恒在的圖象的上方.            9分
（Ⅲ），，切點的坐標分別為，可得方程組：
 11分
∵，
∴，∴，
∴.                      12分
由②得，，∴，   13分
∵，∴，∴，即，
∴.              14分