问题 解答题
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l1l2
(Ⅰ)若对任意的x∈[1,5],不等式x-m>
x
f(x)-
x
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.
答案

(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)=

1
x
,g′(2a)=
1
2a

由题意可知,2a=

1
2a
,即a2=
1
4

又a>0,所以a=

1
2
…(3分)

不等式x-m>

x
f(x)-
x
可化为m<x-
x
f(x)+
x

即m<x-

x
ex,令h(x)=x-
x
ex
,则h′(x)=1-(
1
2
x
+
x
)ex

∵x>0,∴

1
2
x
+
x
2

又x>0时,ex>1,∴(

1
2
x
+
x
)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x-m>

x
f(x)-
x
成立,

只需m<h(5)=5-

5
e5

所以实数m的取值范围是(-∞,5-

5
e5)…(8分)

(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
x
-1,

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)

单项选择题 A型题
单项选择题