已知函數(shù)f(x)=lnx,g(x)=ex
(Ⅰ)求函數(shù)y=f(x)-x的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)若不等式g(x)<
x-m
x
在(0.+∞)上有解,求實(shí)數(shù)m的取值范圍;
(Ⅲ)證明:函數(shù)y=f(x)和y=g(x)在公共定義域內(nèi),g(x)-f(x)>2.
考點(diǎn):利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,其他不等式的解法
專題:計(jì)算題,證明題,函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用,導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用
分析:(Ⅰ)先求f(x)=lnx的定義域?yàn)椋?,+∞),再求導(dǎo)y′=f′(x)-1=
1
x
-1,(x>0);從而判斷函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)化簡(jiǎn)得ex
x-m
x
在(0,+∞)上有解,即m<x-ex
x
,x∈(0,+∞)有解即可;設(shè)h(x)=x-ex
x
,h′(x)=1-ex
x
+
1
2
x
),從而由導(dǎo)數(shù)求解;
(Ⅲ)先求公共定義域?yàn)椋?,+∞),再構(gòu)造g(x)-f(x)=ex-lnx=(ex-x)-(lnx-x);設(shè)m(x)=ex-x,x∈(0,+∞);設(shè)n(x)=lnx-x,x∈(0,+∞);從而證明.
解答: 解:(Ⅰ)f(x)=lnx的定義域?yàn)椋?,+∞),
y′=f′(x)-1=
1
x
-1,(x>0);
當(dāng)x∈(0,1)時(shí),y′>0,y=f(x)-x單調(diào)遞增;
當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),y′<0,y=f(x)-x單調(diào)遞減;
綜上所述,函數(shù)y=f(x)-x的單調(diào)增區(qū)間為(0,1),單調(diào)減區(qū)間為(1,+∞);

(Ⅱ)由題意,ex
x-m
x
在(0,+∞)上有解,
即ex
x
<x-m有解;
故m<x-ex
x
,x∈(0,+∞)有解即可;
設(shè)h(x)=x-ex
x
,h′(x)=1-ex
x
+
1
2
x
),
x
+
1
2
x
≥2
1
2
=
2
>1,
且x∈(0,+∞)時(shí),ex>1;
∴1-ex
x
+
1
2
x
)<0,
即h′(x)<0;
故h(x)在(0,+∞)上是減函數(shù),
故h(x)<h(0)=0;
故m<0;

(Ⅲ)證明:函數(shù)y=f(x)和y=g(x)在公共定義域?yàn)椋?,+∞),
g(x)-f(x)=ex-lnx=(ex-x)-(lnx-x);
設(shè)m(x)=ex-x,x∈(0,+∞);
∵m′(x)=ex-1>0,故m(x)在(0,+∞)上是增函數(shù),
m(x)>m(0)=1;
又設(shè)n(x)=lnx-x,x∈(0,+∞);
故n(x)≤n(1)=-1;
所以g(x)-f(x)=m(x)-n(x)>1+1=2;
即函數(shù)y=f(x)和y=g(x)在公共定義域內(nèi),g(x)-f(x)>2.
點(diǎn)評(píng):本題考查了導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用及恒成立問(wèn)題轉(zhuǎn)化為最值問(wèn)題的能力,同時(shí)考查了構(gòu)造函數(shù)的應(yīng)用,屬于難題.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

當(dāng)b=±
2
時(shí),解方程組
x2+y2=1
x+y-b=0

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

已知M={y|y=x2,x∈R},N={y|x2+y2=1,x∈R,y∈R},則M∩N=( 。
A、[-2,2]
B、[0,2]
C、[0,1]
D、[-1,1]

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在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1=2,二面角B-AA1-C1的大小等于60°,B到面AC1的距離等于
3
,C1到面AB1的距離等于2
3
,則直線BC1與直線AB1所成角的正切值等于(  )
A、
7
B、
6
C、
5
D、2

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

定義域?yàn)閇a,b]的函數(shù)y=f(x)的圖象的兩個(gè)端點(diǎn)A、B,M(x,y)是f(x)圖象上任意一點(diǎn),其中x=λa+(1-λ)b(λ∈R),向量
ON
OA
+(1-λ)
OB
,其中O為坐標(biāo)原點(diǎn),若不等式|
MN
|≤k恒成立,則稱函數(shù)f(x)在[a,b]上“k階線性近似”.若函數(shù)y=x+
1
x
在[1,2]上“k階線性近似”,則實(shí)數(shù)k的取值范圍為( 。
A、[0,+∞)
B、[1,+∞)
C、[
3
2
-
2
,+∞)
D、[
3
2
+
2
,+∞)

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

如圖,已知?ABCD的兩條對(duì)角線AC與BD交于E,O是任意一點(diǎn).
求證:
OA
+
OB
+
OC
+
OD
=4
OE

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

若圓柱的底面半徑為1cm,母線長(zhǎng)為2cm,則圓柱的側(cè)面積為
 
cm2

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

在△ABC內(nèi)有一點(diǎn)O,
OA
+2(
OB
+
OC
)=0,則△OBC與△OAB的面積比
 

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科目:高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 題型:

數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=(-1)n+1
n+1
n
,則a7=( 。
A、8
B、-
8
7
C、
8
7
D、7

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