已知函数f(x)=axlnx图象上点(e,f(e))处的切线方程与直线y=2x平行(其中e=2.71828…),g(x)=x2-tx-2.
(I)求函数f(x)的解析式;
(II)求函数f(x)在[n,n+2](n>0)上的最小值;
(III)对一切x∈(0,e],3f(x)≥g(x)恒成立,求实数t的取值范围.
(I)由点(e,f(e))处的切线方程与直线2x-y=0平行,
得该切线斜率为2,即f'(e)=2.
又∵f'(x)=a(lnx+1),令a(lne+1)=2,a=1,
所以f(x)=xlnx.
(II)由(I)知f'(x)=lnx+1,
显然f'(x)=0时x=e-1当x∈(0,
)时f'(x)<0,1 e
所以函数f(x)在(0,
)上单调递减.1 e
当x∈(
,+∞)时f'(x)>0,1 e
所以函数f(x)在(
,+∞)上单调递增,1 e
①
∈[n,n+2]时,f(x)min=f(1 e
)=-1 e
;1 e
②
≤n<n+2时,函数f(x)在[n,n+2]上单调递增,1 e
因此f(x)min=f(n)=nlnn;
所以f(x)min=
;-
,(0<n<1 e
)1 e nlnn,(n≥
)1 e
(III)对一切x∈(0,e],3f(x)≥g(x)恒成立,
又g(x)=x2-tx-2,
∴3xlnx≥x2-tx-2,
即t≥x-3lnx-
.2 x
设h(x)=x-3lnx-
,x∈(0,e],2 x
则h′(x)=1-
+3 x
=2 x2
=x2-3x+2 x2
,(x-1)(x-2) x2
由h'(x)=0得x=1或x=2,
∴x∈(0,1),h'(x)>0,h(x)单调递增,
x∈(1,2),h'(x)>0,h(x)单调递减,
x∈(2,e),h'(x)>0,h(x)单调递增,
∴h(x)极大值=h(1)=-1,且h(e)=e-3-2e-1<-1,
所以h(x)max=h(1)=-1.
因为对一切x∈(0,e],3f(x)≥g(x)恒成立,
∴t≥h(x)max=-1.
故实数t的取值范围为[-1,+∞).