问题 解答题
已知函数f(x)=xlnx,g(x)=-x2+2ax-3.
(1)求f(x)在区间[1,3]上的最小值.
(2)若f(x),g(x)在区间[1,3]上单调性相同,求实数α的取值范围.
(3)求证:对任意的α,都有f(x)>
x
ex
-
2
e
答案

(1)函数f(x)=xlnx,f′(x)=lnx+1,当x∈[1,3]时,f′(x)>0,

因此f(x)在[1,3]上为单调递增函数,所以f(x)min=f(1)=0

(2)要求f(x),g(x)在区间[1,3]上单调性相同,而f(x)在[1,3]上为单调递增函数,所以g(x)在区间[1,3]上单调递增,因为g(x)=-x2+2ax-3,g′(x)=-2x+2a,即g′(x)≥0当x∈[1,3]时恒成立,

所以-2x+2a≥0,因此a≥x,当x∈[1,3]时恒成立,

所以a的取值范围是[3,+∞).

(3)函数f(x)=xlnx,f′(x)=lnx+1,可知函数f(x)在(0,+∞)上的最小值为f(

1
e
)=-
1
e

设h(x)=

x
ex
-
2
e
,则h′(x)=
1-x
ex
,可知函数h(x)在(0,+∞)上的最大值为h(1)=-
1
e
,所以当x∈(0,+∞)时,f(x)≥f(
1
e
)=-
1
e
=h(1)≥h(x),

综上所述,当x∈(0,+∞)时,f(x)>

x
ex
-
2
e

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