问题 解答题
已知函数f(x)=xlnx,g(x)=
x
ex
-
2
e

(Ⅰ)求函数f(x)在区间[1,3]上的最小值;
(Ⅱ)证明:对任意m,n∈(0,+∞),都有f(m)≥g(n)成立.
答案

(Ⅰ)由f(x)=xlnx,可得f'(x)=lnx+1.

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.

所以函数f(x)在区间[1,3]上单调递增,又f(1)=0,

所以函数f(x)在区间[1,3]上的最小值为0.

(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)可知f(x)=xlnx(x∈(0,+∞))在x=

1
e
时取得最小值,

f(

1
e
)=-
1
e
,可知f(m)≥-
1
e

g(x)=

x
ex
-
2
e
,可得g′(x)=
1-x
ex

所以当x∈(0,1),g'(x)>0,g(x)单调递增,

当x∈(1,+∞),g'(x)<0,g(x)单调递减.

所以函数g(x)(x>0)在x=1时取得最大值,

g(1)=-

1
e
,可知g(n)≤-
1
e

所以对任意m,n∈(0,+∞),

都有f(m)≥g(n)成立.

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