(1)∵f(x)-g(x)=--lnx,
令h(x)=--lnx,
∵h′(x)=+-=>0,
∴h(x)在[1,e]上单调增,
∴h(x)∈[-,--1].
∴|f(x)-g(x)|≤1,即在区间[[1,e]]上f(x)能被g(x)替代.
(2)记k(x)=f(x)-g(x)=x-lnx,可得k/(x)=
当<x<1时,k′(x)<0,在区间(,1)上函数k(x)为减函数,
当1<x<m时,k′(x)>0,在区间(1,m)上函数k(x)为增函数
∴函数k(x)在区间的最小值为k(1)=1,最大值是k(m)>1,
所以不满足对于任意x∈D,都有|f(x)-g(x)|≤1成立,
故f(x)在(,m)(m>1)上不能被g(x)替代;
(3)∵f(x)在区间[1,e]上能被g(x)替代,
即|f(x)-g(x)|≤1对于x∈[1,e]恒成立.
∴|alnx-ax+x2-x|≤1.-1≤alnx-ax+x2-x≤1,
由(2)知,当x∈[1,e]时,x-lnx>0恒成立,
∴有a≤,
令F(x)=,
∵F′(x)=(x-1)(x-lnx)-(1-)(x2-x+1) |
(x-lnx)2 |
=,
由(1)的结果可知x+1-lnx->0,
∴F'(x)恒大于零,
∴a≤.
②a≥,
令G(x)=,
∵G′(x)=(x-1)(x-lnx)-(1-)(x2-x-1) |
(x-lnx)2 |
=,
∵x+1-lnx+>x+1-lnx->0,
∴G'(x)恒大于零,
∴a≥,
即实数a的范围为≤a≤