问题 解答题

已知f(x)=ex,g(x)=lnx.

(Ⅰ)求证:g(x)<x<f(x);

(Ⅱ)设直线l与f(x)、g(x)均相切,切点分别为(x1,f(x1))、(x2,g(x2)),且x1>x2>0,求证:x1>1.

答案

(Ⅰ)证明:令h(x)=f(x)-x=ex-x,h′(x)=ex-1,

令h′(x)=0,解得x=0.

当x<0时,h′(x)<0;当x>0时,h′(x)>0.

∴当x=0时,ymin=e0-0=1>0

∴ex>x.

令u(x)=x-g(x)=x-lnx,u(x)=1-

1
x
=
x-1
x
(x>0).

令u′(x)=0,解得x=1

当0<x<1时,u′(x)<0;当x>1时,u′(x)>0.

∴当x=1时,umin=1-ln1=1>0.

∴x>lnx,(x>0),

∴g(x)<x<f(x).

(Ⅱ)f'(x)=exg′(x)=

1
x

切点的坐标分别为(x1ex1),(x2,lnx2),可得方程组:

ex1=
1
x2
lnx2-ex1
x2-x1
=ex1

∵x1>x2>0,

ex1>1,∴

1
x2
=ex1>1,

∴0<x2<1.

由②得lnx2-ex1=ex1(x2-x1)

lnx2=ex1(x2-x1+1)

∵0<x2<1,∴lnx2<0,

∴x2-x1+1<0,即x1>x2+1>1.

∴x1>1.

名词解释
单项选择题