问题
解答题
已知函数f(x)=x(lnx+m),g(x)=
(1)当m=-2时,求f(x)的单调区间; (2)若m=
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答案
(1)当m=-2时,f(x)=x(ln x-2)=xln x-2x,
定义域为(0,+∞),且f′(x)=ln x-1.…(2分)
由f′(x)>0,得ln x-1>0,所以x>e.由f′(x)<0,得ln x-1<0,所以0<x<e.
故f(x)的单调递增区间是(e,+∞),递减区间是(0,e).…(5分)
(2)由于m=
,可得f(x)=x(ln x+3 2
)(x>0),3 2
不等式g(x)≥f(x)即
x3+x≥x(ln x+a 3
)恒成立.3 2
由于x>0,则
x2+1≥ln x+a 3
,亦即3 2
x2≥ln x+a 3
,所以a≥1 2
.3(lnx+
)1 2 x2
令h(x)=
,则h′(x)=3(lnx+
)1 2 x2
,-6lnx x3
由h′(x)=0得x=1,且当0<x<1时,h′(x)>0;当x>1时,h′(x)<0,
即h(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.…(10分)
所以h(x)在x=1处取得极大值h(1)=
,也是h(x)在定义域上的最大值.3 2
因此要使a≥
恒成立,需有a≥3(lnx+
)1 2 x2
,故a的取值范围为[3 2
,+∞).…(12分)3 2