已知函数f(x)=xlnx.(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和最小值;(Ⅱ)若函数F(x)=f(x)−ax在[1,e]上是
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解题思路:(Ⅰ)求导函数,令f′(x)≥0,确定函数的单调递增区间;令f′(x)≤0,确定函数的单调递减区间,从而可求函数的最小值;

(Ⅱ)F(x)=

f(x)−a

x

=[xlnx−a/x],求导函数可得F′(x)=[x+a

x

2

,分类讨论,确定函数的单调性,利用函数在[1,e]上是最小值为

3/2],可求a的值;

(Ⅲ)由(I)可知当b>0时,有f(b)≥f(x)min=f([1/e])=-[1/e],所以

blnb≥−

1

e

,从而可知结论成立.

(Ⅰ)求导函数可得:f′(x)=lnx+1(x>0)

令f′(x)≥0,即lnx≥-1,∴x≥

1

e;令f′(x)≤0,即lnx≤-1,∴0<x≤

1

e;

∴f(x)单调递增区间为[[1/e],+∞),单调递减区间为(0,[1/e]]

∴f(x)min=f([1/e])=-[1/e]

(Ⅱ)F(x)=

f(x)−a

x=[xlnx−a/x],求导函数可得F′(x)=[x+a

x2

当a≥0时,F′(x)>0,F(x)在[1,e]上单调递增,F(x)min=-a=

3/2],∴a=-[3/2]∉[0,+∞),舍去;

当a<0时,F(x)在(0,-a)单调递减,在(-a,+∞)单调递增

若a∈(-1,0),F(x)在[1,e]上单调递增,F(x)min=-a=[3/2],∴a=-[3/2]∉(-1,0),舍去;

若a∈[-e,-1],F(x)在(1,-a)单调递减,在(-a,e)单调递增,

∴F(x)min=F(-a)=ln(-a)+1=[3/2],∴a=-

e∈[-e,-1];

若a∈(-∞,-1),F(x)在[1,e]上单调递减,∴F(x)min=F(e)=-[1/2e∉(-∞,-1),舍去;

综上所述:a=-

e]

(Ⅲ)证明:由(I)可知当b>0时,有f(b)≥f(x)min=f([1/e])=-[1/e],∴blnb≥−

1

e,

即ln(bb)≥−

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: 本试题考查了导数在研究函数中的运用,求函数的最值,以及结合不等式的知识证明不等式的成立.解决该试题的关键是第一问能利用导数求出参数a的值,并能利用第一问来递进式解决第二问.

1年前

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