已知函数f(x)=aex,g(x)=1alnx,其中a>0.若函数f(x)和 g(x)在它们图象与坐标轴交点处的切线互
已知函数f(x)=aex,g(x)=1alnx,其中a>0.若函数f(x)和g(x)在它们图象与坐标轴交点处的切线互相平行.(1)求这两平行切线间的距离;(2)若对于任意...
已知函数f(x)=aex,g(x)=1alnx,其中a>0.若函数f(x)和 g(x)在它们图象与坐标轴交点处的切线互相平行.(1)求这两平行切线间的距离;(2)若对于任意x∈R,f(x)≥mx+1(其中m>0)恒成立,求m的取值范围(3)当x0∈(0,+∞),把|f(x0)-g(x0)|的值称为函数f(x)和 g(x)在x0处的纵差.求证:函数f(x)和g(x)所有纵差都大于2.
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(1)函数f(x)=aex,与坐标轴的交点为(0,a),f′(x)=aex;
g(x)=
lnx,与坐标轴的交点为(1,0),g′(x)=
.
∵它们图象与坐标轴交点处的切线互相平行,
∴f′(0)=g′(1),∴a=
,又a>0,解得a=1.
∴它们图象与坐标轴交点处的切线方程分别为:y-1=x,y=x-1.
∴这两平行切线间的距离d=
=
;
(2)设h(x)=ex-mx-1(m>0),则h′(x)=ex-m,令h′(x)=0,解得x=lnm.
当x∈(0,lnm)时,h′(x)<0,函数h(x)单调递减;当x∈(lnm,+∞)时,h′(x)>0,函数h(x)单调递增.
∴h(x)min=h(lnm)=m-mlnm-1.
令g(m)=m-mlnm-1,则g′(m)=-lnm,令g′(m)=0,解得m=1.
当m∈(0,1)时,g′(m)>0,函数h(x)单调递增;
当m∈(1,+∞)时,g′(m)<0,函数h(x)单调递减.
∴g(m)≤g(1)=0,
对于任意x∈R,f(x)≥mx+1(其中m>0)恒成立?g(m)≥0,
∴g(m)=0,解得m=1.
(3)证明:∵函数f(x)和g(x)纵差F(x)=|ex-lnx|=ex-lnx,x>0.
∴F′(x)=ex?
,
设x=t是F′(x)=0的解,则当x∈(0,t)时,F′(x)<0,F(x)在(0,t)内单调递减;
当x∈(t,+∞)时,F′(x)>0,F(x)在(0,t)内单调递增.
∴F(x)min=et-lnt=et-ln
=et+t,
∵F′(1)=e-1>0,F′(
)=
?2<0,∴
<t<1.
因此F(x)min=et+t>e
+
=
g(x)=
1 |
a |
1 |
ax |
∵它们图象与坐标轴交点处的切线互相平行,
∴f′(0)=g′(1),∴a=
1 |
a |
∴它们图象与坐标轴交点处的切线方程分别为:y-1=x,y=x-1.
∴这两平行切线间的距离d=
2 | ||
|
2 |
(2)设h(x)=ex-mx-1(m>0),则h′(x)=ex-m,令h′(x)=0,解得x=lnm.
当x∈(0,lnm)时,h′(x)<0,函数h(x)单调递减;当x∈(lnm,+∞)时,h′(x)>0,函数h(x)单调递增.
∴h(x)min=h(lnm)=m-mlnm-1.
令g(m)=m-mlnm-1,则g′(m)=-lnm,令g′(m)=0,解得m=1.
当m∈(0,1)时,g′(m)>0,函数h(x)单调递增;
当m∈(1,+∞)时,g′(m)<0,函数h(x)单调递减.
∴g(m)≤g(1)=0,
对于任意x∈R,f(x)≥mx+1(其中m>0)恒成立?g(m)≥0,
∴g(m)=0,解得m=1.
(3)证明:∵函数f(x)和g(x)纵差F(x)=|ex-lnx|=ex-lnx,x>0.
∴F′(x)=ex?
1 |
x |
设x=t是F′(x)=0的解,则当x∈(0,t)时,F′(x)<0,F(x)在(0,t)内单调递减;
当x∈(t,+∞)时,F′(x)>0,F(x)在(0,t)内单调递增.
∴F(x)min=et-lnt=et-ln
1 |
et |
∵F′(1)=e-1>0,F′(
1 |
2 |
e |
1 |
2 |
因此F(x)min=et+t>e
1 |
2 |
1 |
2 |
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