问题 解答题

已知函数f(x)=ax•lnx+b(a,b∈R),在点(e,f(e))处的切线方程是2x-y-e=0(e为自然对数的底).

(1)求实数a,b的值及f(x)的解析式;

(2)若t是正数,设h(x)=f(x)+f(t-x),求h(x)的最小值;

(3)若关于x的不等式xlnx+(6-x)ln(6-x)≥ln(k2-72k)对一切x∈(0,6)恒成立,求实数k的取值范围.

答案

(1)依题意有2e-f(e)-e=0,∴f(e)=e

∵f(x)=ax•lnx+b,∴f′(x)=alnx+a+b

∴f′(e)=alne+a+b=2,∴2a+b=2,∴b=2-2a

∵点(e,f(e))在函数f(x)=ax•lnx+b上

∴f(e)=aelne+b=ae+b=e

∴ae+2-2a=e,∴a=1

∴b=0,∴f(x)=xlnx;

故实数a=1,b=0,f(x)=xlnx                          …(4分)

(2)h(x)=f(x)+f(t-x)=xlnx+(t-x)ln(t-x),h(x)的定义域为(0,t);…(5分)

h′(x)=lnx+1-[ln(t-x)+1]=ln

x
t-x
            …(6分)

由h′(x)>0得

t
2
<x<t;h′(x)<0得0<x<
t
2
…(8分)

∴h(x)在(

t
2
,t)上是增函数,在(0,
t
2
)上是减函数

∴h(x)min=h(

t
2
)=tln
t
2
…(10分)

(3)∵xlnx+(6-x)ln(6-x)=f(x)+f(6-x)=h(x)

由(2)知,h(x)min=h(

t
2
)=tln
t
2
,∴t=6,h(x)min=h(3)=6ln3=ln729

∵关于x的不等式xlnx+(6-x)ln(6-x)≥ln(k2-72k)对一切x∈(0,6)恒成立,

∴ln(k2-72k)≤ln729

k2-72k>0
k2-72k≤729

∴-9≤k<0或72<k≤81…(13分)

故实数k的取值范围为[-9,0)∪(72,81].…(14分)

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