问题
解答题
已知函数f(x)=xlnx. (I)若函数g(x)=f(x)+x2+ax+2有零点,求实数a的最大值; (II)若∀x>0,
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答案
(I)∵函数g(x)=f(x)+x2+ax+2有零点,
∴g(x)=xlnx+x2+ax+2在(0,+∞)上有实数根.
即-a=lnx+x+
在(0,+∞)上有实数根.2 x
令h(x)=lnx+x+
,(x>0),则h′(x)=2 x
+1-1 x
=1 x2
.(x+2)(x-1) x2
解h′(x)<0,得0<x<1;解h′(x)>0,得x>1.
∴h(x)在(0,1)上单调递减;在(1,+∞)上单调递增.
∴h(x)在x=1时取得极小值,即最小值h(1)=3.
∴-a≥3,解得a≤-3.∴实数a的最大值为-3.
(II)∵∀x>0,
≤x-kx2-1恒成立,f(x) x
∴lnx≤x-1-kx2,即k≤
(x-1-lnx).1 x2
令g(x)=x-1-lnx,x>0.
g′(x)=1-
=1 x
,x-1 x
令g′(x)>0,解得x>1,∴g(x)在区间(1,+∞)上单调递增;
令g′(x)<0,解得0<x<1,∴g(x)在区间(0,1)上单调递减.
∴当x=1时,g(x)取得极小值,即最小值,∴g(x)≥g(1)=0,
∴k≤0,即实数k的取值范围是(-∞,0].