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2021年高考数学新高考Ⅱ-16

16.(5分)已知函数$f(x)=\vert e^{x}-1\vert$,$x_{1}<0$,$x_{2}>0$,函数$f(x)$的图象在点$A(x_{1}$,$f(x_{1}))$和点$B(x_{2}$,$f(x_{2}))$的两条切线互相垂直,且分别交$y$轴于$M$,$N$两点,则$\dfrac{\vert AM\vert }{\vert BN\vert }$的取值范围是______.
分析:分别求得$x<0$,$x>0$时,$f(x)$的解析式和导数,可得切线的斜率和方程,令$x=0$,可得$M$,$N$的坐标,再由两直线垂直的条件和两点的距离公式,化简整理,可得所求范围.
解:当$x<0$时,$f(x)=1-e^{x}$,导数为$f\prime (x)=-e^{x}$,
可得在点$A(x_{1}$,$1-e^{x\_{1}})$处的斜率为$k_{1}=-e^{x\_{1}}$,
切线$AM$的方程为$y-(1-e^{x\_{1}})=-e^{x\_{1}}(x-x_{1})$,
令$x=0$,可得$y=1-e^{x\_{1}}+x_{1}e^{x\_{1}}$,即$M(0,1-e^{x\_{1}}+x_{1}e^{x\_{1}})$,
当$x>0$时,$f(x)=e^{x}-1$,导数为$f\prime (x)=e^{x}$,
可得在点$B(x_{2}$,$e^{x\_{2}}-1)$处的斜率为$k_{2}=e^{x\_{2}}$,
令$x=0$,可得$y=e^{x\_{2}}-1-x_{2}e^{x\_{2}}$,即$N(0,e^{x\_{2}}-1-x_{2}e^{x\_{2}})$,
由$f(x)$的图象在$A$,$B$处的切线相互垂直,可得$k_{1}k_{2}=-e^{x\_{1}}\cdot e^{x\_{2}}=-1$,
即为$x_{1}+x_{2}=0$,$x_{1}<0$,$x_{2}>0$,
所以$\dfrac{\vert AM\vert }{\vert BN\vert }=\dfrac{\sqrt{1+{e}^{2{x}_{1}}}(-{x}_{1})}{\sqrt{1+{e}^{2{x}_{2}}}\cdot {x}_{2}}=\dfrac{\sqrt{1+{e}^{-2{x}_{2}}}}{\sqrt{1+{e}^{2{x}_{2}}}}=\dfrac{1}{{e}^{{x}_{2}}}\in (0,1)$.
故答案为:$(0,1)$.
点评:本题考查导数的运用:切线的方程,以及两直线垂直的条件,考查方程思想和运算能力,属于中档题.
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