Cho hai số thực dương a, b khác 1. Biết rằng bất kì đường thẳng nào song song với trục hoành mà cắt các đường \(y = {a^x},\,\,y = {b^x}\) và trục tung lần lượt tại M, N, A thì \(2AN = 5AM\) (hình vẽ bên). Hỏi khẳng định nào sau đây đúng?

+) Gọi \(M\left( {{x_M};{a^{{x_M}}}} \right);\,\,\,N\left( {{x_N};{a^{{x_N}}}} \right)\)

+) Từ \(2AN = 5BM \Rightarrow \) mối liên hệ giữa \({x_M};\,\,{x_N}\) từ đó suy ra mối liên hệ giữa a và b.

Cách giải:

Theo đề bài: \(2AN = 5AM \Leftrightarrow 2\left| {{x_N}} \right| = 5\left| {{x_M}} \right| \Leftrightarrow 2{x_N} = - 5{x_M}\) (do M, N nằm khác phía so với trục Oy)

\( \Leftrightarrow {x_N} = \frac{{ - 5}}{2}{x_M}\)

Tung độ các điểm M, N \({a^{{x_M}}} = {b^{{x_N}}} \Leftrightarrow {a^{{x_M}}} = {b^{\frac{{ - 5}}{2}{x_M}}} = {\left( {{b^{\frac{{ - 5}}{2}}}} \right)^{{x_M}}}\)

Do M tùy ý nên \(a = {b^{ - \frac{5}{2}}} \Leftrightarrow a{b^{\frac{5}{2}}} = 1 \Leftrightarrow {a^2}{b^5} = 1\)