已知函数f(x)=ax2+xlnx,(a∈R)

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  • 解题思路:(1)把a=0代入函数解析式,然后直接利用导数求最小值;

    (2)把

    f(p+1)−f(q+1)

    p−q

    化为

    f(p+1)−f(q+1)

    (p+1)−(q+1)

    ,表示点(p+1,f(p+1))与点(q+1,f(q+1))连线的斜率,即函数图象在区间(2,3)任意两点连线的斜率大于1,即f′(x)=2ax+lnx+1>1在x∈(2,3)内恒成立.然后利用分离变量法结合导数得答案;

    (3)由(2)得,

    lnx

    x

    ≥g(e)

    ,即得到[lnx

    x

    3

    1/e

    1

    x

    2

    ],然后利用错位相减法求数列的和,放缩后得答案.

    (1)∵a=0时,f(x)=xlnx(x>0),

    由f′(x)=1+lnx>0,得x>

    1

    e,

    ∴f(x)在(0,

    1

    e)上递减,在(

    1

    e,+∞)上递增.

    ∴f(x)min=f(

    1

    e)=−

    1

    e;

    (2)

    f(p+1)−f(q+1)

    p−q=

    f(p+1)−f(q+1)

    (p+1)−(q+1),

    表示点(p+1,f(p+1))与点(q+1,f(q+1))连线的斜率,又1<p<2,1<q<2,

    ∴2<p+1<3,2<q+1<3,即函数图象在区间(2,3)任意两点连线的斜率大于1,

    即f′(x)=2ax+lnx+1>1在x∈(2,3)内恒成立.

    ∴当x∈(2,3)时,2a≥−

    lnx

    x恒成立.

    ∴2a≥(−

    lnx

    x)max.

    设g(x)=−

    lnx

    x,x∈(2,3),

    则g′(x)=

    lnx−1

    x2.

    若g′(x)=0,则x=e.

    当2<x<e时,g′(x)<0,g(x)在(2,e)上单调递减;当e<x<3时,g′(x)>0,g(x)在(e,3)上单调递增.

    又g(2)=−

    ln2

    2>g(3)=−

    ln3

    3,

    ∴2a≥−

    ln2

    2.

    故a≥−

    ln2

    4;

    (3)由(2)得,−

    lnx

    x≥g(e),

    ∴[lnx/x≤

    1

    e],

    ∴[lnx

    x3≤

    1/e

    1

    x2],

    ∴[ln2

    23+

    ln3

    33+…+

    lnn

    n3≤

    1/e(

    1

    22+

    1

    32+…+

    1

    n2),

    1

    22+

    1

    32+…+

    1

    n2<

    1

    1×2+

    1

    2×3+…+

    1

    (n−1)n]=(1−

    1

    2)+(

    1

    2−

    1

    3)+…+(

    1

    n−

    1

    n+1)=1-[1/n<1,

    ln2

    23]+[ln3

    33+

    ln

    43+…+

    lnn

    n3<

    1/e].

    点评:

    本题考点: 函数恒成立问题;利用导数求闭区间上函数的最值.

    考点点评: 本题考查了函数恒成立问题,考查了利用导数求函数的最值,训练了裂项相消法求数列的和,是压轴题.

    1年前

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