问题 解答题
函数f(x)=aex,g(x)=lnx-lna,其中a为常数,且函数y=f(x)和y=g(x)的图象在其与坐标轴的交点处的切线互相平行.
(1)求此平行线的距离;
(2)若存在x使不等式
x-m
f(x)
x
成立,求实数m的取值范围.
答案

(1)求导数可得f'(x)=aex,g′(x)=

1
x

又可知y=f(x)的图象与坐标轴的交点为(0,a),

y=g(x)的图象与坐标轴的交点为(a,0),

∵函数y=f(x)和y=g(x)的图象在其与坐标轴的交点处的切线互相平行,

∴f'(0)=g'(a),即a=

1
a
,又∵a>0,∴a=1.∴f(x)=ex,g(x)=lnx,

∴函数y=f(x)和y=g(x)的图象在其坐标轴的交点处的切线方程分别为:x-y+1=0,x-y-1=0

∴由两平行切线间的距离距离公式可得距离为

|1-(-1)|
12+(-1)2
=
2

(2)由

x-m
f(x)
x
x-m
ex
x
,故m<x-
x
ex在x∈[0,+∞)有解,

令h(x)=x-

x
ex,则m<hmax(x).当x=0时,m<0;

当x>0时,∵h′(x)=1-(

1
2
x
ex+
x
ex)=1-(
1
2
x
+
x
)ex,

∵x>0,∴

1
2
x
+
x
≥2
1
2
x
x
=
2
,当且仅当
1
2
x
=
x
,即x=
1
2
时取等号,

又ex>1,∴(

1
2
x
+
x
)ex>
2
,故h′(x)=1-(
1
2
x
+
x
)ex<0,

故h(x)=x-

x
ex在区间[0,+∞)上单调递减,故h(x)max=h(0)=0,∴m<0

综合可得实数m的取值范围为(-∞,0).

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