已知函数 $f(x)={\rm e}^x-ax-1$,$g(x)=\ln x-ax+a$,若存在 $x_0\in (1,2)$,使得 $f(x_0)g(x_0)<0$,则实数 $a$ 的取值范围是
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    微积分初步
    >
    利用导数研究函数的性质
    >
    利用导数研究函数的最值
【答案】
$\left(\ln 2,\dfrac{{\rm e}^2-1}2\right)$
【解析】
考虑函数$$h(x)=f(x)g(x)=x(x-1)\left(a-\dfrac {{\rm e}^x-1}{x}\right)\left(a-\dfrac {\ln x}{x-1}\right),$$要使得 $h(x)<0$ 在 $x\in (1,2)$ 上有解,只需要 $a$ 的值介于$$u(x)=\dfrac {{\rm e}^x-1}x,v(x)=\dfrac {\ln x}{x-1}$$在某点 $x_0$ 处的函数值之间.对它们分别求导得\[\begin{split} u'(x)=&\dfrac {{\rm e}^x(x-1)+1}{x^2}>0,\\v'(x)=&\dfrac{1-\dfrac 1x-\ln x}{(x-1)^2}=\dfrac {\ln\frac 1x-\left(\frac 1x-1\right)}{(x-1)^2}<0,\end{split} \]而\[u(2)=\dfrac 12({\rm e}^2-1),v(2)=\ln 2,\]它们的草图如下所以 $a$ 的取值范围是$$(v(2),u(2))=\left(\ln 2,\dfrac 12({\rm e}^2-1)\right).$$
题目 答案 解析 备注
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