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x-m>
(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. |
(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)=1 x 1 2a
由题意可知,2a=
,即a2=1 2a 1 4
又a>0,所以a=
…(3分)1 2
不等式x-m>
f(x)-x
可化为m<x-x
f(x)+x x
即m<x-
ex,令h(x)=x-x
ex,则h′(x)=1-(x
+1 2 x
)ex,x
∵x>0,∴
+1 2 x
≥x
,2
又x>0时,ex>1,∴(
+1 2 x
)ex>1,故h′(x)<0x
∴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x-m>
f(x)-x
成立,x
只需m<h(5)=5-
e5,5
所以实数m的取值范围是(-∞,5-
e5)…(8分)5
(Ⅱ)证明:y=f(x)和y=g(x)公共定义域为(0,+∞),由(Ⅰ)可知a=
,1 2
∴|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)=
-1,1 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…(13分)