已知函数f(x)=2aex+1,g(x)=lnx-lna+1-ln2,其中a为常数,e=2.718…,函数y=f(x)的图象与坐标轴交点处的切线为l1,函数y=g(x)的图象与直线y=1交点处的切线为l2,且l1∥l2.
(Ⅰ)若对任意的x∈[1,5],不等式成立,求实数m的取值范围.
(Ⅱ)对于函数y=f(x)和y=g(x)公共定义域内的任意实数x.我们把|f(x0)-g(x0)|的值称为两函数在x0处的偏差.求证:函数y=f(x)和y=g(x)在其公共定义域的所有偏差都大于2.
网友回答
解:(Ⅰ)函数y=f(x)的图象与坐标轴的交点为(0,2a+1),
又f′(x)=2aex,∴f′(0)=2a,
函数y=g(x)的图象与直线y=1的交点为(2a,1),
又g′(x)=,g′(2a)=
由题意可知,2a=,即a2=
又a>0,所以a=
不等式可化为m<x-f(x)+
即m<x-,令h(x)=x-,则h′(x)=1-()ex,
∵x>0,∴≥,
又x>0时,ex>1,∴()ex>1,故h′(x)<0
∴h(x)在(0,+∞)上是减函数
即h(x)在[1,5]上是减函数
因此,在对任意的x∈[1,5],不等式成立,
只需m<h(5)=5-,
所以实数m的取值范围是(-∞,5-)
(Ⅱ)证明:y=f(x)和y=g(x)公共定义域为(0,+∞),由(Ⅰ)可知a=,
∴|f(x)-g(x)|=|ex-lnx|
令q(x)=ex-x-1,则q′(x)=ex-1>0,
∴q(x)在(0,+∞)上是增函数
故q(x)>q(0)=0,即ex-1>x …①
令m(x)=lnx-x+1,则m′(x)=,
当x>1时,m′(x)<0;当0<x<1时,m′(x)>0,
∴m(x)有最大值m(1)=0,因此lnx+1<x…②
由①②得ex-1>lnx+1,即ex-lnx>2
又由①得ex>x+1>x
由②得lnx<x-1<x,∴ex>lnx
∴|f(x)-g(x)|=ex-lnx>2
故函数y=f(x)和y=g(x)在其公共定义域的所有偏差都大于2
解析分析:(Ⅰ)分别求得切点处的导数值,可得方程,进而可得a值,不等式可化为m<x-,令h(x)=x-,求导数可得函数h(x)在[1,5]上是减函数,从而可得m<h(5)即可;
(Ⅱ)可得a=,进而可得|f(x)-g(x)|=|ex-lnx|,通过构造函数q(x)=ex-x-1,可得ex-1>x …①,构造m(x)=lnx-x+1,可得lnx+1<x…②,由①②得ex-1>lnx+1,即ex-lnx>2,还可得ex>lnx,综合可得结论.
点评:本题考查利用导数研究函数的单调性,以及切线的方程,涉及新定义,属中档题.