问题 解答题
已知函数f(x)=aex和g(x)=lnx-lna的图象与坐标轴的交点分别是点A,B,且以点A,B为切点的切线互相平行.
(Ⅰ)求实数a的值;
(Ⅱ)若函数F(x)=g(x)+
1
x
,求函数F(x)的极值;
(Ⅲ)对于函数y=f(x)和y=g(x)公共定义域中的任意实数x0,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)在其公共定义域内的所有偏差都大于2.
答案

(Ⅰ)f′(x)=aex,g′(x)=

1
x

函数y=f(x)的图象与坐标轴的交点为(0,a),

函数y=g(x)的图象与坐标轴的交点为(a,0),

由题意得f′(0)=g′(a),即a=

1
a

又∵a>0,∴a=1 (4分)

(Ⅱ)∵F(x)=g(x)+

1
x
,∴F′(x)=
1
x
-
1
x2
=
x-1
x2

∴函数F(x)的递减区间是(0,1),递增区间是(1,+∞),

所以函数F(x)极小值是F(1)=1,函数F(x)无极大值(8分)

(Ⅲ)函数y=f(x)和y=g(x)的偏差为F(x)=|f(x)-g(x)|=ex-lnx,x∈(0,+∞),∴F′(x)=ex-

1
x

设x=t为F′(x)=ex-

1
x
=0的解,即
1
t
=et

则当x∈(0,t)时,F'(x)<0,当x∈(t,+∞)时,F'(x)>0,

∴F(x)在(0,t)内单调递减,在(t,+∞)上单调递增,∴F(x)min=F(t)=et-lnt=et-ln

1
et
=
1
t
+t(10分)

F′(1)=e-1>0,F′(

1
2
)=
e
-2<0,∴
1
2
<t<1

F(x)min=

1
t
+t>2,

即函数y=f(x)和y=g(x)在其公共定义域内的所有偏差都大于2(14分)

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