问题 解答题
已知函数f(x)=x(lnx+m),g(x)=
a
3
x3+x

(1)当m=-2时,求f(x)的单调区间;
(2)若m=
3
2
时,不等式g(x)≥f(x)恒成立,求实数a的取值范围.
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=

3
2
,可得f(x)=x(ln x+
3
2
)(x>0),

不等式g(x)≥f(x)即

a
3
x3+x≥x(ln x+
3
2
)恒成立.

由于x>0,则

a
3
x2+1≥ln x+
3
2
,亦即
a
3
x2≥ln x+
1
2
,所以a≥
3(lnx+
1
2
)
x2

h(x)=

3(lnx+
1
2
)
x2
,则h′(x)=
-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)=

3
2
,也是h(x)在定义域上的最大值.

因此要使a≥

3(lnx+
1
2
)
x2
恒成立,需有a≥
3
2
,故a的取值范围为[
3
2
,+∞)
.…(12分)

多项选择题
填空题