问题 解答题
已知:函数f(x)=(mx+n)lnx的图象过点A(e,e)且在A处的切线斜率为2,g(x)=
1
3
x3+
1
2
ax2+6x+2

(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)对任意的x∈(0,+∞)f(x)≤g′(x)恒成立,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)求函数f(x)在[t,2t]上的最小值.
答案

(Ⅰ)由函数f(x)的图象过点A(e,e),所以em+n=e,①

f′(x)=mlnx+m+

n
x
,所以2m+
n
e
=2,②

联立①②解得m=1,n=0,

所以f(x)=xlnx.

(Ⅱ)由题意知,g′(x)=x2+ax+6,

f(x)≤g′(x),即xlnx≤x2+ax+6,

故a≥lnx-x-

6
x
对任意x∈(0,+∞)成立,

令h(x)=lnx-x-

6
x
(x>0),

则h′(x)=

1
x
-1+
6
x2
=
-x2+x+6
x2
=-
x2-x-6
x2
=-
(x+2)(x-3)
x2

令h′(x)=0,因为x>0,则x=3,

当0<x<3时,h′(x)>0,当x>3时,h′(x)<0,

∴x=3时h(x)取最大值,h(x)max=ln3-5.

故a≥ln3-5.所以实数a的取值范围为[ln3-5,+∞).

(III)函数的定义域为(0,+∞)

求导函数,可得f'(x)=lnx+1,…(1分)

当x∈(0,

1
e
),f′(x)<0,f(x)单调递减,

当x∈(

1
e
,+∞),f′(x)>0,f(x)单调递增,

①当t<

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

②当t≥

1
e
时,f(x)在[t,2t]上单调递增,f(x)min=f(t)=tlnt;

③当2t≤

1
e
时,0<t≤
1
2e
时,f(x)在[t,2t]上单调递减,f(x)min=f(2t)=2tln2t;          

所以f(x)min=

tlnt,t≥
1
e
-
1
e
1
2e
<t<
1
e
2tln2t,t≤
1
2e

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