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> 对于定义在区间D上的函数f(x)和g(x),如果对于任意x∈D,都有|f(x)-g(x)|≤1成立,那么称函数f(x)在区间D上可被函数g(x)替代.(1)若f(x)=x2-1x,g(x)=lnx,试
对于定义在区间D上的函数f(x)和g(x),如果对于任意x∈D,都有|f(x)-g(x)|≤1成立,那么称函数f(x)在区间D上可被函数g(x)替代.(1)若f(x)=x2-1x,g(x)=lnx,试
题目简介
对于定义在区间D上的函数f(x)和g(x),如果对于任意x∈D,都有|f(x)-g(x)|≤1成立,那么称函数f(x)在区间D上可被函数g(x)替代.(1)若f(x)=x2-1x,g(x)=lnx,试
题目详情
对于定义在区间D上的函数f(x)和g(x),如果对于任意x∈D,都有|f(x)-g(x)|≤1成立,那么称函数f(x)在区间D上可被函数g(x)替代.
(1)若
f(x)=
x
2
-
1
x
,g(x)=lnx
,试判断在区间[[1,e]]上f(x)能否被g(x)替代?
(2)记f(x)=x,g(x)=lnx,证明f(x)在
(
1
m
,m)(m>1)
上不能被g(x)替代;
(3)设
f(x)=alnx-ax,g(x)=-
1
2
x
2
+x
,若f(x)在区间[1,e]上能被g(x)替代,求实数a的范围.
题型:解答题
难度:中档
来源:不详
答案
(1)∵
f(x)-g(x)=
class="stub"x
2
-
class="stub"1
x
-lnx
,
令
h(x)=
class="stub"x
2
-
class="stub"1
x
-lnx
,
∵
h′(x)=
class="stub"1
2
+
class="stub"1
x
2
-
class="stub"1
x
=
x
2
+2-2x
2
x
2
>0
,
∴h(x)在[1,e]上单调增,
∴
h(x)∈[-
class="stub"1
2
,
class="stub"e
2
-
class="stub"1
e
-1]
.
∴|f(x)-g(x)|≤1,即在区间[[1,e]]上f(x)能被g(x)替代.
(2)记k(x)=f(x)-g(x)=x-lnx,可得
k
/
(x)=
class="stub"x-1
x
当
class="stub"1
m
<x<1
时,k′(x)<0,在区间
(
class="stub"1
m
,1)
上函数k(x)为减函数,
当1<x<m时,k′(x)>0,在区间(1,m)上函数k(x)为增函数
∴函数k(x)在区间的最小值为k(1)=1,最大值是k(m)>1,
所以不满足对于任意x∈D,都有|f(x)-g(x)|≤1成立,
故f(x)在
(
class="stub"1
m
,m)(m>1)
上不能被g(x)替代;
(3)∵f(x)在区间[1,e]上能被g(x)替代,
即|f(x)-g(x)|≤1对于x∈[1,e]恒成立.
∴
|alnx-ax+
class="stub"1
2
x
2
-x|≤1
.
-1≤alnx-ax+
class="stub"1
2
x
2
-x≤1
,
由(2)知,当x∈[1,e]时,x-lnx>0恒成立,
∴有
a≤
class="stub"1
2
x
2
-x+1
x-lnx
,
令
F(x)=
class="stub"1
2
x
2
-x+1
x-lnx
,
∵
F′(x)=
(x-1)(x-lnx)-(1-
class="stub"1
x
)(
class="stub"1
2
x
2
-x+1)
(x-lnx)
2
=
(x-1)(
class="stub"1
2
x+1-lnx-
class="stub"1
x
)
(x-lnx)
2
,
由(1)的结果可知
class="stub"1
2
x+1-lnx-
class="stub"1
x
>0
,
∴F'(x)恒大于零,
∴
a≤
class="stub"1
2
.
②
a≥
class="stub"1
2
x
2
-x-1
x-lnx
,
令
G(x)=
class="stub"1
2
x
2
-x-1
x-lnx
,
∵
G′(x)=
(x-1)(x-lnx)-(1-
class="stub"1
x
)(
class="stub"1
2
x
2
-x-1)
(x-lnx)
2
=
(x-1)(
class="stub"1
2
x+1-lnx+
class="stub"1
x
)
(x-lnx)
2
,
∵
class="stub"1
2
x+1-lnx+
class="stub"1
x
>
class="stub"1
2
x+1-lnx-
class="stub"1
x
>0
,
∴G'(x)恒大于零,
∴
a≥
e
2
-2e-2
2(e-1)
,
即实数a的范围为
e
2
-2e-2
2(e-1)
≤a≤
class="stub"1
2
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在数列{an}中,a1=1,an+1=2an+2n.(1
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题目简介
对于定义在区间D上的函数f(x)和g(x),如果对于任意x∈D,都有|f(x)-g(x)|≤1成立,那么称函数f(x)在区间D上可被函数g(x)替代.(1)若f(x)=x2-1x,g(x)=lnx,试
题目详情
(1)若f(x)=
(2)记f(x)=x,g(x)=lnx,证明f(x)在(
(3)设f(x)=alnx-ax,g(x)=-
答案
令h(x)=
∵h′(x)=
∴h(x)在[1,e]上单调增,
∴h(x)∈[-
∴|f(x)-g(x)|≤1,即在区间[[1,e]]上f(x)能被g(x)替代.
(2)记k(x)=f(x)-g(x)=x-lnx,可得k/(x)=
当
当1<x<m时,k′(x)>0,在区间(1,m)上函数k(x)为增函数
∴函数k(x)在区间的最小值为k(1)=1,最大值是k(m)>1,
所以不满足对于任意x∈D,都有|f(x)-g(x)|≤1成立,
故f(x)在(
(3)∵f(x)在区间[1,e]上能被g(x)替代,
即|f(x)-g(x)|≤1对于x∈[1,e]恒成立.
∴|alnx-ax+
由(2)知,当x∈[1,e]时,x-lnx>0恒成立,
∴有a≤
令F(x)=
∵F′(x)=
由(1)的结果可知
∴F'(x)恒大于零,
∴a≤
②a≥
令G(x)=
∵G′(x)=
∵
∴G'(x)恒大于零,
∴a≥
即实数a的范围为