问题 解答题
已知函数f(x)=xlnx.
(Ⅰ)求函数f(x)在[1,3]上的最小值;
(Ⅱ)若存在x∈[
1
e
,e]
(e为自然对数的底数,且e=2.71828…)使不等式2f(x)≥-x2+ax-3成立,求实数a的取值范围.
答案

(Ⅰ)由f(x)=xlnx,可得f'(x)=lnx+1,(2分)

x∈(0,

1
e
)时,f'(x)<0,f(x)单调递减;

x∈(

1
e
,+∞)时,f'(x)>0,f(x)单调递增.

所以函数f(x)在[1,3]上单调递增.

又f(1)=ln1=0,

所以函数f(x)在[1,3]上的最小值为0.(6分)

(Ⅱ)由题意知,2xlnx≥-x2+ax-3,则a≤2lnx+x+

3
x

若存在x∈[

1
e
,e]使不等式2f(x)≥-x2+ax-3成立,

只需a小于或等于2lnx+x+

3
x
的最小值.

h(x)=2lnx+x+

3
x
(x>0),则h′(x)=
2
x
+1-
3
x2
=
(x+3)(x-1)
x2

x∈[

1
e
,1)时,h'(x)<0,h(x)单调递减;

当x∈(1,e]时,h'(x)>0,h(x)单调递增.

h(

1
e
)=-2+
1
e
+3e,h(e)=2+e+
3
e
h(
1
e
)-h(e)=2e-
2
e
-4>0

可得h(

1
e
)>h(e).

所以,当x∈[

1
e
,e]时,h(x)的最小值为h(1)=4

故a≤4(13分)

单项选择题
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