考點: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的定義域為(0,+∞),再求導(dǎo)y′=f′(x)-1=
-1,(x>0);從而判斷函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)化簡得e
x<
在(0,+∞)上有解,即m<x-e
x,x∈(0,+∞)有解即可;設(shè)h(x)=x-e
x,h′(x)=1-e
x(
+
),從而由導(dǎo)數(shù)求解;
(Ⅲ)先求公共定義域為(0,+∞),再構(gòu)造g(x)-f(x)=e
x-lnx=(e
x-x)-(lnx-x);設(shè)m(x)=e
x-x,x∈(0,+∞);設(shè)n(x)=lnx-x,x∈(0,+∞);從而證明.
解答:
解:(Ⅰ)f(x)=lnx的定義域為(0,+∞),
y′=f′(x)-1=
-1,(x>0);
當(dāng)x∈(0,1)時,y′>0,y=f(x)-x單調(diào)遞增;
當(dāng)x∈(1,+∞)時,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,e
x<
在(0,+∞)上有解,
即e
x<x-m有解;
故m<x-e
x,x∈(0,+∞)有解即可;
設(shè)h(x)=x-e
x,h′(x)=1-e
x(
+
),
∵
+
≥2
=
>1,
且x∈(0,+∞)時,e
x>1;
∴1-e
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)在公共定義域為(0,+∞),
g(x)-f(x)=e
x-lnx=(e
x-x)-(lnx-x);
設(shè)m(x)=e
x-x,x∈(0,+∞);
∵m′(x)=e
x-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.
點評:本題考查了導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用及恒成立問題轉(zhuǎn)化為最值問題的能力,同時考查了構(gòu)造函數(shù)的應(yīng)用,屬于難題.