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已知函数f(x)=ax+lnx g(x)=ex.(I)当a≤0时 求f(x)的单调区间;(Ⅱ)若不

时间:2020-11-16 08:33:33

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已知函数f(x)=ax+lnx g(x)=ex.(I)当a≤0时 求f(x)的单调区间;(Ⅱ)若不

问题补充:

已知函数f(x)=ax+lnx,g(x)=ex.

(I)当a≤0时,求f(x)的单调区间;

(Ⅱ)若不等式有解,求实数m的取值菹围;

(Ⅲ)定义:对于函数y=F(x)和y=G(x)在其公共定义域内的任意实数x0,称|F(x0)-G(x0)|的值为两函数在x0处的差值.证明:当a=0时,函数y=f(x)和y=g(x)在其公共定义域内的所有差值都大干2.

答案:

解:(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=(ax+lnx)′=a+①当a=0时,f′(x)>0,∴f(x)在(0,+∞)为单调递增函数;②当a<0时,f′(x)=0,得x=-,当x∈(0,-)时,f′(x)>0;当x∈(-,+∞)时,f′(x)<0;

∴f(x)在(0,-)为单调递增函数;在(-,+∞)为单调递减函数;(II)由题意,不等式有解,即ex<x-m有解,因此只须m<x-ex,x∈(0,+∞),

设h(x)=x-ex,x∈(0,+∞),h′(x)=1-ex(+),

因为+≥2=>1,且ex>1,∴1-ex(+)<0,故h(x)在(0,+∞)上是减函数,

∴h(x)<h(0)=0,故m<0.

(III)当a=0时,f(x)=lnx,f(x)与g(x)的公共定义域为(0,+∞),

|f(x)-g(x)|=|lnx-ex|=ex-lnx=ex-x-(lnx-x),设m(x)=ex-x,x∈(0,+∞),

因为m′(x)=ex-1>0,m(x)在(0,+∞)上是增函数,m(x)>m(0)=1,

又设n(x)=lnx-x,x∈(0,+∞),

因为n′(x)=-1,当x∈(0,1)时,n′(x)>0,n(x)在(0,1)上是增函数,

当x∈(1),+∞时,n′(x)<0,n(x)在(1.+∞)上是减函数,∴当x=1时,n(x)取得极大值点,

即n(x)≤n(1)=-1,故|f(x)-g(x)|=m(x)-n(x)>1-(-1)=2,

即在其公共定义域内的所有差值都大干2.

解析分析:(Ⅰ)先求出其导函数,以及导函数大于0,小于0对应的区间即可求函数f(x)的单调区间;(II)因为关于x的不等式有解,将问题转化为ex<x-m有解,利用常数分离法进行求解;(III)当a=0时,f(x)=lnx,f(x)与g(x)的公共定义域为(0,+∞),由于|f(x)-g(x)|=|lnx-ex|=ex-lnx=ex-x-(lnx-x),设m(x)=ex-x,利用导数研究其单调性得出m(x)>m(0)=1,同样地,设n(x)=lnx-x,x∈(0,+∞),得到n(x)≤n(1)=-1,从而有|f(x)-g(x)|=m(x)-n(x)>1-(-1)=2,即在其公共定义域内的所有差值都大干2.

点评:本题考查利用导数求函数的单调区间的方法,求函数的导数以及利用导数研究函数的极值.注意函数的定义域,此题是一道中档题,考查学生计算能力;

已知函数f(x)=ax+lnx g(x)=ex.(I)当a≤0时 求f(x)的单调区间;(Ⅱ)若不等式有解 求实数m的取值菹围;(Ⅲ)定义:对于函数y=F(x)和y=

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