已知f(x)=xlnx.(1)求函数f(x)在[t,t+2](t>0)上的最小值;(2)已知21x>xa对任意x∈(0,

1个回答

  • 解题思路:(1)对函数求导,根据导函数与0的关系写出函数的单调性和区间,讨论所给的区间和求出的单调区间之间的关系,在不同条件下做出函数的最值.

    (2)根据两个函数的不等关系恒成立,先求出两个函数的最值,利用最值思想解决,主要看两个函数的最大值和最小值之间的关系,得到结果.

    (3)要证明不等式成立,问题等价于证明

    xlnx>

    x

    e

    x

    2

    e

    (x∈(0,+∞))

    .由(1)可知f(x)=xlnx(x∈(0,+∞))的最小值是

    1

    e

    ,构造新函数,得到结论.

    (1)f′(x)=lnx+1,…(1分)

    当x∈(0,

    1

    e),f′(x)<0,f(x)单调递减,当x∈(

    1

    e,+∞),f′(x)>0,f(x)单调递增…(2分)

    ①当0<t<

    1

    e时,t+2>

    1

    ef(x)min=f(

    1

    e)=−

    1

    e;…(3分)

    ②当[1/e≤t<t+2,即t≥

    1

    e]时,f(x)在[t,t+2]上单调递增,

    f(x)min=f(t)=tlnt; …(4分)

    所以f(x)min=

    1

    e,0<t<

    1

    e.

    tlnt,t≥

    1

    e…(5分)

    (2)在2

    1

    x>xa两边取对数得[1/xln2>alnx,…(6分)

    由于0<x<1,所以

    a

    ln2>

    1

    xlnx],…(7分)

    令g(x)=

    1

    xlnx,由(1)可知,当x∈(0,1)时,g(x)≤gmax(x)≤g(

    1

    e)=−e(8分)

    所以[a/ln2>−e,即a>-eln2.…(9分)

    (3)问题等价于证明xlnx>

    x

    ex−

    2

    e(x∈(0,+∞)),…(10分)

    由(1)可知f(x)=xlnx(x∈(0,+∞))的最小值是−

    1

    e],当且仅当x=

    1

    e时取到,(11分)

    设m(x)=

    x

    ex−

    2

    e(x∈(0,+∞)),则m′(x)=

    1−x

    ex,…(12分)

    易知m(x)max=m(1)=−

    1

    e,当且仅当x=1时取到,…(13分)

    从而对一切x∈(0,+∞),都有lnx>

    1

    ex−

    2

    ex成立. …(14分)

    点评:

    本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.

    考点点评: 本题考查利用导数研究函数的最值,利用最值解决函数的恒成立思想,不同解题的关键是构造新函数,利用新函数的性质解决问题.