已知函数f(x)=xlnx.(Ⅰ)求函数f(x)在[1,3]上的最小值;(Ⅱ)若存在x∈[1e,e](e为自然对数的底数

1个回答

  • 解题思路:(Ⅰ)先求出函数的导函数,研究出原函数在[1,3]上的单调性即可求出函数f(x)在[1,3]上的最小值;

    (Ⅱ)先把不等式2f(x)≥-x2+ax-3成立转化为

    a≤2lnx+x+

    3

    x

    成立,设

    h(x)=2lnx+x+

    3

    x

    (x>0)

    ,利用导函数求出h(x)在

    x∈[

    1

    e

    ,e]

    上的最大值即可求实数a的取值范围.

    (Ⅰ)由f(x)=xlnx,可得f'(x)=lnx+1,(2分)

    当x∈(0,

    1

    e)时,f'(x)<0,f(x)单调递减;

    当x∈(

    1

    e,+∞)时,f'(x)>0,f(x)单调递增.

    所以函数f(x)在[1,3]上单调递增.

    又f(1)=ln1=0,

    所以函数f(x)在[1,3]上的最小值为0.(6分)

    (Ⅱ)由题意知,2xlnx≥-x2+ax-3,则a≤2lnx+x+

    3

    x.

    若存在x∈[

    1

    e,e]使不等式2f(x)≥-x2+ax-3成立,

    只需a小于或等于2lnx+x+

    3

    x的最大值.

    设h(x)=2lnx+x+

    3

    x(x>0),则h′(x)=

    2

    x+1-

    3

    x2=

    (x+3)(x-1)

    x2.

    当x∈[

    1

    e,1)时,h'(x)<0,h(x)单调递减;

    当x∈(1,e]时,h'(x)>0,h(x)单调递增.

    由h(

    1

    e)=-2+

    1

    e+3e,h(e)=2+e+

    3

    e,h(

    1

    e)-h(e)=2e-

    2

    e-4>0,

    可得h(

    1

    e)>h(e).

    所以,当x∈[

    1

    e,e]时,h(x)的最大值为h([1/e])=-2+[1/e]+3e,

    故a≤-2+[1/e]+3e(13分)

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;函数恒成立问题.

    考点点评: 本题主要研究利用导数求闭区间上函数的最值以及函数恒成立问题.当a≥h(x)恒成立时,只需要求h(x)的最大值;当a≤h(x)恒成立时,只需要求h(x)的最小值.