已知函数f(x)=xlnx,当x2>x1>0时,给出以下几个结论:

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  • 解题思路:通过观察选项,出现了函数值的大小比较,可以看出需要利用函数的单调性去比较函数值及变量的大小关系,所以先对函数f(x)求导,判断它的单调性,并求出单调区间.判断的结果是f(x)在(0,[1/e])上单调递减,在([1/e],+∞)上单调递增.第一个比较容易判断是不正确的,而第二、第三和第四个需要构造函数,根据构造的函数的单调性去判断即可.第五个结论的证明可能要麻烦些,需要对第五个结论做一下变形,看到第五个结论之后,应想到把它变成:x1f(x1)-x2f(x1)>x2f(x1)-x2f(x2),变形之后,在观察它和第四个结论有什么关系,因为它们形式上相似,用上第四个结论,再根据f(x)的单调性,可能就得出对第五个结论的判断.

    f′(x)=lnx+1,x∈(0,[1/e])时,f′(x)<0,∴f(x)在(0,[1/e])上单调递减;

    x∈([1/e],+∞)时,f′(x)>0,∴f(x)在([1/e],+∞)上单调递增.

    ①(x1-x2)•[f(x1)-f(x2)]<0不正确,∵当x1,x2∈([1/e],+∞)时,函数f(x)是增函数,∴x2>x1,得到f(x2)>f(x1);

    ∴(x1-x2)[f(x1)-f(x2)]>0.

    ②令g(x)=f(x)-x=xlnx-x,则g′(x)=lnx,设x1,x2∈(1,+∞),则g′(x)>0,所以函数g(x)在(1,+∞)上是增函数,所以由x2>x1得g(x2)>g(x1);

    ∴f(x2)-x2>f(x1)-x1,∴

    f(x1)−f(x2)

    x1−x2>1.

    ③构造函数h(x)=f(x)-x=xlnx-x,h′(x)=lnx,∴x∈(0,1)时,h′(x)<0,∴函数h(x)在(0,1)上单调递减,设x1,x2∈(0,1),所以由x1<x2得,h(x1)>h(x2);

    ∴f(x1)-x1>f(x2)-x2,∴

    f(x1)−f(x2)

    x1−x2>1.

    ④设φ(x)=

    f(x)

    xlnx,φ′(x)=[1/x],∴在(0,+∞)上φ′(x)>0,∴函数φ(x)在(0,+∞)上单调递增;

    ∴由x1<x2得:φ(x1)<φ(x2),即:

    f(x1)

    x1<

    f(x2)

    x2;

    ∴x2f(x1)<x1f(x2),∴④正确.

    ⑤∵lnx1>-1,∴x>[1/e],∵x2>x1,∴x2>

    1

    e;

    由前面知,f(x)在([1/e],+∞)上是增函数,所以(x1-x2)(f(x1)-f(x2)>0,即x1f(x1)+x2f(x2)>x1f(x2)+x2f(x1).

    由④知x2f(x1)<x1f(x2)得:x1f(x2)+x2f(x1)>2x2f(x1).

    ∴x1f(x1)+x2f(x2)>2x2f(x1),∴⑤正确.故答案是:④⑤.

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性.

    考点点评: 本题中用到了利用导数判断函数的单调性,并用到了函数单调性的定义.需要学习掌握的是构造函数的办法,学习怎么构造函数.对于最后一个结论,需对第五个结论中的不等式做一下变形,然后用上第四个结论,能想着用第四的结论,是证明这一结论的关键.