设点P在曲线y=ex上,点Q在曲线y=1−1x(x>0)上,则|PQ|的最小值为( ) A.22(e−1) B.2(e−1) C.22 D.2
问题描述:
设点P在曲线y=ex上,点Q在曲线y=1−
(x>0)上,则|PQ|的最小值为( )1 x
A.
(e−1)
2
2
B.
(e−1)
2
C.
2
2
D.
2
答
如图,
因为y=ex的反函数是y=lnx,两个函数的图象关于直线y=x对称,
所以曲线y=ex上的点P到直线y=x的距离等于在曲线y=lnx上的对称点P′到直线y=x的距离.
设函数f(x)=lnx-1+
,1 x
f′(x)=
−1 x
=1 x2
,x−1 x2
当0<x<1时,f′(x)0,所以函数f(x)在(0,+∞)上有最小值f(1)=0,
则当x>0时,除(1,0)点外函数y=lnx的图象恒在y=1-
的上方,在(1,0)处两曲线相切.1 x
求曲线y=ex上的点P与曲线y=1-
上的点Q的距离的最小值,可看作是求曲线y=lnx上的点P′与Q点1 x
到直线y=x的距离的最小值的和,而函数y=lnx与y=1-
在x=1时的导数都是1,说明与直线y=x平行的直线1 x
与两曲线切于同一点(1,0)则PQ的距离的最小值为(1,0)点到直线y=x距离的2倍,
所以|PQ|的最小值为2×
=1
12+12
.
2
故选D.