问题 解答题

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.

答案

(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-1x∈(0,

1
e
)时f'(x)<0,

所以函数f(x)在(0,

1
e
)上单调递减.

x∈(

1
e
,+∞)时f'(x)>0,

所以函数f(x)在(

1
e
,+∞)上单调递增,

1
e
∈[n,n+2]时,f(x)min=f(
1
e
)=-
1
e

1
e
≤n<n+2时,函数f(x)在[n,n+2]上单调递增,

因此f(x)min=f(n)=nlnn;

所以f(x)min=

-
1
e
,(0<n<
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,

t≥x-3lnx-

2
x

h(x)=x-3lnx-

2
x
,x∈(0,e],

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,+∞).

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