已知f(x)=xlnx.(1)求g(x)=f(x)+kx(k∈R)的单调区间;(2)证明:当x≥1时,2x-e≤f(x)

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  • 解题思路:(1)由g(x)=lnx+[k/x],x>0,知g′(x)=[x−k

    x

    2

    ,(x>0),由此根据k的取值范围进行分类讨论,能求出g(x)=

    f(x)+k/x](k∈R)的单调区间.

    (2)设h(x)=xlnx-2x+e(x≥1),令h′=lnx-1=0得x=e,当x变化时,h(x),h′的变化情况列表讨论,得到h(x)≥0,f(x)≥2x-e.设G(x)=lnx-

    x

    2

    −1

    2x

    (x≥1),G′(x)=[1/x]-[1/2

    (1+

    1

    x

    2

    )

    =

    −(x−1

    )

    2

    2

    x

    2

    ]≤0,由此能够推导出当x≥1时,2x-e≤f(x)≤

    x

    2

    −1

    2

    恒成立.

    (3)由f′(x)=lnx+1,知lnx0+1=

    f(

    x

    1

    )−f(

    x

    2

    )

    x

    1

    x

    2

    =

    x

    1

    ln

    x

    1

    −x

    2

    ln

    x

    2

    x

    1

    x

    2

    ,,故lnx0=

    x

    1

    ln

    x

    1

    −x

    2

    ln

    x

    2

    x

    1

    x

    2

    -1,所以lnx0-lnx1=

    ln

    x

    1

    x

    2

    +1−

    x

    1

    x

    2

    x

    1

    x

    2

    −1

    ,设H(x)=lnt+1-t,(0<t<1),能够证明x0>x1

    (1)g(x)=lnx+[k/x],x>0,g′(x)=[x−k

    x2,(x>0),

    当k≤0时,g′(x)>0,所以函数g(x)的增区间为(0,+∞),无减区间;

    当k>0时,g′(x)>0,得x>k;g′(x)<0,得0<x<k

    ∴增区间(k,+∞),减区间为(0,k),

    (2)设h(x)=xlnx-2x+e(x≥1),

    令h′=lnx-1=0得x=e,当x变化时,h(x),h′的变化情况如表

    x 1 (1,e) e (e,+∞)

    h′(x) - 0 +

    h(x) e-2 ↘ 0 ↗所以h(x)≥0,∴f(x)≥2x-e

    设G(x)=lnx-

    x2−1/2x](x≥1),G′(x)=[1/x]-[1/2(1+

    1

    x2)=

    −(x−1)2

    2x2]≤0,

    当且仅当x=1时,G′(x)=0,

    所以G(x)为减函数,所以G(x)≤G(1)=0,

    所以lnx-

    x2−1

    2x≤0,

    所以xlnx≤

    x2−1

    2,(x≥1)成立,

    所以f(x)≤

    x2−1

    2,

    综上,当x≥1时,

    2x-e≤f(x)≤

    x2−1

    2恒成立.

    (3)∵f′(x)=lnx+1,

    ∴lnx0+1=

    f(x1)−f(x2)

    x1−x2=

    x1lnx1−x2lnx2

    x1−x2,

    ∴lnx0=

    x1lnx1−x2lnx2

    x1−x2-1,

    ∴lnx0-lnx1=

    x1

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;函数恒成立问题;导数的几何意义.

    考点点评: 本题主要考查函数的性质、导数、不等式等知识,考查数形结合、化归与转化、分类与讨论的数学思想方法,以及运算求解能力,解题时要认真审题,仔细解答,注意合理地进行等价转化.

    1年前

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