问题 解答题
已知函数f(x)=x2+lnx.
(1)求函数f(x)在[1,e]上的最大值和最小值;
(2)求证:当x∈(1,+∞)时,函数f(x)的图象在g(x)=
2
3
x3+
1
2
x2的下方.
答案

(1)∵f(x)=x2+lnx,∴f′(x)=2x+

1
x

∵x>1时,f′(x)>0,

∴f(x)在[1,e]上是增函数,

∴f(x)的最小值是f(1)=1,最大值是f(e)=1+e2

(2)证明:令F(x)=f(x)-g(x)=

1
2
x2-
2
3
x3
+lnx,

则F′(x)=x-2x2+

1
x
=
x2-2x3+1
x
=
x2-x3-x3+1
x
=
(1-x)(2x2+x+1)
x

∵x>1,∴F′(x)<0,∴F(x)在(1,+∞)上是减函数,

∴F(x)<F(1)=

1
2
-
2
3
=-
1
6
<0,即f(x)<g(x),

∴当x∈(1,+∞)时,函数f(x)的图象总在g(x)的图象下方.

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