问题 解答题
已知f(x)=xlnx,g(x)=
1
2
x2-x+a

(1)当a=2时,求函数y=g(x)在[0,3]上的值域;
(2)求函数f(x)在[t,t+2](t>0)上的最小值;
(3)证明:对一切x∈(0,+∞),都有xlnx>
g′(x)+1
ex
-
2
e
成立.
答案

(1)当a=2时,g(x)=

1
2
(x-1)2+
3
2
,x∈[0,3],

当x=1时,gmin(x)=g(1)=

3
2
;当x=3时,gmax(x)=g(3)=
7
2

故g(x)值域为[

3
2
7
2
].

(2)f'(x)=lnx+1,当x∈(0,

1
e
),f'(x)<0,f(x)单调递减,

x∈(

1
e
,+∞),f'(x)>0,f(x)单调递增.                                   

①若 0<t<t+2<

1
e
,t无解;                       

②若 0<t<

1
e
<t+2,即0<t<
1
e
时,f(x)min=f(
1
e
)=-
1
e
;     

③若

1
e
≤t<t+2,即t≥
1
e
时,f(x)在[t,t+2]上单调递增,f(x)min=f(t)=tlnt,

所以 f(x)min=

-
1
e
 ,  0<t<
1
e
tlnt ,  t≥
1
e
.        

(3)证明:令 h(x)=

g′(x)+1
ex
-
2
e
=
x
ex
-
2
e
,h′(x)=
1-x
ex

当 0<x<1时,h′(x)>0,h(x)是增函数.当1<x时. h′(x)<0,h(x)是减函数,

故h(x) 在(0,+∞)上的最大值为h(1)=-

1
e

而由(2)可得,f(x)=xlnx在(0,+∞)上的最小值为-

1
e

且当h(x) 在(0,+∞)上的最大值为h(1)时,f(x)的值为ln1=0,

故在(0,+∞)上恒有f(x)>h(x),即 xlnx>

g′(x)+1
ex
-
2
e

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