考點(diǎn):利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上函數(shù)的最值,利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點(diǎn)切線方程
專題:導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用
分析:(1)函數(shù)f(x)=ae
x,與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)為(0,a),f′(x)=ae
x;g(x)=
lnx,與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)為(1,0),
g′(x)=.由于它們圖象與坐標(biāo)軸交點(diǎn)處的切線互相平行,可得f′(0)=g′(1),解得a.即可得出它們圖象與坐標(biāo)軸交點(diǎn)處的切線方程,再利用兩平行切線間的距離公式即可得出.
(2)設(shè)h(x)=e
x-mx-1(m>0),則h′(x)=e
x-m,利用導(dǎo)數(shù)研究其單調(diào)性可得h(x)
min=h(lnm)=m-mlnm-1.令g(m)=m-mlnm-1,再利用導(dǎo)數(shù)研究其單調(diào)性可得g(m)≤g(1)=0,對(duì)于任意x∈R,f(x)≥mx+1(其中m>0)恒成立?g(m)≥0,可得g(m)=0,解得m.
(3)函數(shù)f(x)和g(x)縱差F(x)=|e
x-lnx|=e
x-lnx,x>0.利用導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則可得;
F′(x)=ex-,設(shè)x=t是F′(x)=0的解,利用導(dǎo)數(shù)研究其單調(diào)性可得F(x)
min=e
t-lnt=e
t-
ln=e
t+t,利用函數(shù)零點(diǎn)的判定定理可得
<t<1.利用F(x)
min=
et+t>e+即可證明.
解答:
解:(1)函數(shù)f(x)=ae
x,與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)為(0,a),f′(x)=ae
x;
g(x)=
lnx,與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)為(1,0),
g′(x)=.
∵它們圖象與坐標(biāo)軸交點(diǎn)處的切線互相平行,
∴f′(0)=g′(1),∴a=
,又a>0,解得a=1.
∴它們圖象與坐標(biāo)軸交點(diǎn)處的切線方程分別為:y-1=x,y=x-1.
∴這兩平行切線間的距離d=
=
;
(2)設(shè)h(x)=e
x-mx-1(m>0),則h′(x)=e
x-m,令h′(x)=0,解得x=lnm.
當(dāng)x∈(0,lnm)時(shí),h′(x)<0,函數(shù)h(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x∈(lnm,+∞)時(shí),h′(x)>0,函數(shù)h(x)單調(diào)遞增.
∴h(x)
min=h(lnm)=m-mlnm-1.
令g(m)=m-mlnm-1,則g′(m)=-lnm,令g′(m)=0,解得m=1.
當(dāng)m∈(0,1)時(shí),g′(m)>0,函數(shù)h(x)單調(diào)遞增;
當(dāng)m∈(1,+∞)時(shí),g′(m)<0,函數(shù)h(x)單調(diào)遞減.
∴g(m)≤g(1)=0,
對(duì)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)證明:∵函數(shù)f(x)和g(x)縱差F(x)=|e
x-lnx|=e
x-lnx,x>0.
∴
F′(x)=ex-,
設(shè)x=t是F′(x)=0的解,則當(dāng)x∈(0,t)時(shí),F(xiàn)′(x)<0,F(xiàn)(x)在(0,t)內(nèi)單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈(t,+∞)時(shí),F(xiàn)′(x)>0,F(xiàn)(x)在(0,t)內(nèi)單調(diào)遞增.
∴F(x)
min=e
t-lnt=e
t-
ln=e
t+t,
∵F′(1)=e-1>0,
F′()=-2<0,∴
<t<1.
因此F(x)
min=
et+t>e+=
+>+=2,
即函數(shù)f(x)和g(x)所有縱差都大于2.
點(diǎn)評(píng):本題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性極值與最值、導(dǎo)數(shù)的幾何意義、切線方程,考查了多次利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,考查了恒成立問(wèn)題的等價(jià)轉(zhuǎn)化方法,考查了函數(shù)的零點(diǎn)無(wú)法解出而研究其性質(zhì)的方法,考查了推理能力和計(jì)算能力,屬于難題.