问题 解答题

已知函数f(x)=xlnx,g(x)=-x2+ax-3,其中a为实数.

(1)设t>0为常数,求函数f(x)在区间[t,t+2]上的最小值;

(2)若对一切x∈(0,+∞),不等式2f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围.

答案

(1)f'(x)=lnx+1,

x∈(0,

1
e
),f′(x)<0,f(x)单调递减,当x∈(
1
e
,+∞),f′(x)>0,f(x)
单调递增

0<t<t+2<

1
e
,没有最小值;

0<t<

1
e
<t+2,即0<t<
1
e
时,f(x)min=f(
1
e
)=-
1
e

1
e
≤t<t+2,即t≥
1
e
时,f(x)在[t,t+2]上单调递增,f(x)min=f(t)=tlnt;(5分)

所以f(x)min=

-
1
e
,0<t<
1
e
.
tlnt,t≥
1
e

(2)由已知,

2xlnx≥-x2+ax-3,则a≤2lnx+x+

3
x

h(x)=2lnx+x+

3
x
(x>0),则h′(x)=
(x+3)(x-1)
x2

①x∈(0,1),h'(x)<0,h(x)单调递减,

②x∈(1,+∞),h'(x)>0,h(x)单调递增,

所以h(x)min=h(1)=4,对一切x∈(0,+∞),2f(x)≥g(x)恒成立,

所以a≤h(x)min=4;

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