已知函数f(x)=xlnx,g(x)=x+a2x,(a>0).

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  • 解题思路:(Ⅰ)由f(x)=xlnx,知x>0,f′(x)=lnx+1,由此能求出f(x)在区间[1,e](e为自然对数的底数)上的最大值.

    (Ⅱ)若对任意的x1,x2∈[1,e]都有g(x1)≥f(x2)成立等价于g(x1min≥f(x2max,从而转化为分别求函数g(x),f(x)在[1,e]的最小值、最大值.

    (Ⅰ)∵f(x)=xlnx,

    ∴x>0,f′(x)=lnx+1,

    由f′(x)=lnx+1>0,得x>[1/e],

    ∴f(x)的增区间是([1/e,+∞).

    由f′(x)=lnx+1<0,得x<

    1

    e],

    ∴f(x)的减区间是(0,[1/e]).

    ∴f(x)在区间[1,e]上上单调递增,

    ∴f(x)在区间[1,e]上的最大值f(x)max=f(e)=elne=e.

    (Ⅱ)对任意的x1,x2∈[1,e]都有g(x1)≥f(x2)成立,等价于对任意的x1,x2∈[1,e]都有[g(x)]min≥[f(x)]max

    当x∈[1,e]时,f′(x)=lnx+1>0.

    ∴函数f(x)=xlnx在[1,e]上是增函数.

    ∴[f(x)]max=f(e)=e.

    ∵g(x)=x+

    a2

    x,(a>0),

    ∴g ′(x)=1−

    a2

    x2=

    (x+a)(x−a)

    x2,且x∈[1,e],a>0.

    ①当0<a<1且x∈[1,e]时,g′(x)=

    (x+a)(x−a)

    x2>0,

    ∴函数g(x)=x+

    a2

    x,在[1,e]上是增函数,

    ∴[g(x)]min=g(1)=1+a2

    由1+a2≥e,得a≥

    e−1,

    又0<a<1,∴a不合题意.

    ②当1≤a≤e时,

    若1≤x<a,则g′(x)=

    (x+a)(x−a)

    x2<0,

    若a<x≤e,则g′(x)=

    (x+a)(x−a)

    x2>0.

    ∴函数g(x)=x+

    a2

    x在[1,a)上是减函数,在(a,e]上是增函数.

    ∴[g(x)]min=g(a)=2a.

    由2a≥e,得a≥[e/2],

    又1≤a≤e,∴[e/2]≤a≤e.

    ③当a>e且x∈[1,e]时,g′(x)=

    (x+a)(x−a)

    x2

    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: 本题综合考查了极值存在的性质及零点判定定理的运用,函数的恒成立问题,解决此类问题常把问题进行转化,体现了转化的思想、方程与函数的思想的运用.属于中等难度的试题.