问题
解答题
已知函数f(x)=xlnx,
(Ⅰ)求f(x)的最小值;
(Ⅱ)讨论关于x的方程f(x)-m=0(m∈R)的解的个数;
(Ⅲ)当a>0,b>0时,求证:f(a)+f(b)≥f(a+b)-(a+b)ln2。
答案
解:(Ⅰ)f(x)的定义域为(0,+∞),,
令f′(x)=0,得,
当x∈(0,+∞)时,f′(x),f(x)变化的情况如下:
所以,f(x)在(0,+∞)的最小值是。
(Ⅱ)当时,f(x)单调递减且f(x)的取值范围是
;
当时,f(x)单调递增且f(x)的取值范围是
,
下面讨论f(x)-m=0的解:
所以,当时,原方程无解;
当或m≥0时,原方程有唯一解;
当时,原方程有两解。
(Ⅲ)原不等式可化为:,
设函数,
则,
,
令,则
,∴
,
∴,解得:
,
令,解得:
,
所以,函数g(x)在上单调递减,在
上单调递增,
∴g(x)在(0,k)上的最小值为,
∴当x∈(0,k)时,总有,
即,
令x=a,k-x=b,则有。