问题 解答题

已知函数f(x)=(x+1)lnx-x+1.

(Ⅰ)若xf′(x)≤x2+ax+1,求a的取值范围;

(Ⅱ)证明:(x-1)f(x)≥0.

答案

(Ⅰ)函数的定义域为(0,+∞)

求导函数,可得f′(x)=

x+1
x
+lnx-1=lnx+
1
x
,…(2分)

∴xf′(x)=xlnx+1,

题设xf′(x)≤x2+ax+1等价于lnx-x≤a,

令g(x)=lnx-x,则g′(x)=

1
x
-1.…(4分)

当0<x<1时,g′(x)>0;当x≥1时,g′(x)≤0,

∴x=1是g(x)的最大值点,

∴g(x)≤g(1)=-1.…(6分)

综上,a的取值范围是[-1,+∞).…(7分)

(Ⅱ)由(Ⅰ)知,g(x)≤g(1)=-1,即lnx-x+1≤0;

当0<x<1时,f(x)=(x+1)lnx-x+1=xlnx+(lnx-x+1)≤0;…(10分)

当x≥1时,f(x)=lnx+(xlnx-x+1)=lnx+x(lnx+

1
x
-1)≥0

所以(x-1)f(x)≥0…(13分)

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