问题 解答题

已知函数f(x)=xlnx.

(1)求函数f(x)的极值;

(2)设函数g(x)=f(x)-k(x-1),其中k∈R,求函数g(x)在区间[1,e]上的最大值.

答案

(1)函数的定义域为(0,+∞)

求导函数,可得f'(x)=lnx+1.…(1分)

令f'(x)≥0,得lnx≥-1=lne-1x≥lne-1=

1
e

令f'(x)≤0,得x∈(0,

1
e
].…(3分)

∴f(x)的单调递增区间是[

1
e
,+∞),单调递减区间是(0,
1
e
]

∴函数的极小值为f(

1
e
)=-
1
e
,f(x)无极大值…(5分)

(2)g(x)=xlnx-k(x-1),则g'(x)=lnx+1-k,由g'(x)=0,得x=ek-1

所以,在区间(0,ek-1)上,g(x)为递减函数,在区间(ek-1,+∞)上,g(x)为递增函数.…(8分)

当ek-1≤1,即k≤1时,在区间[1,e]上,g(x)为递增函数,

所以,g(x)最大值为g(e)=e-ke+k.…(10分)

当1<ek-1<e,即1<k<2时,g(x)的最大值是g(1)或g(e)g(1)=g(e),得k=

e
e-1

1<k<

e
e-1
时,g(e)=e-ek+k>0=g(1),g(x)最大值为g(e)=e-ke+k

e
e-1
≤k<2时,g(e)=e-ek+k<0=g(1),g(x)最大值为g(1)=0…(12分)

当ek-1≥e,即k≥2时,在区间[1,e]上,g(x)为递减函数,

所以g(x)最大值为g(1)=0.

综上,当k<

e
e-1
时,g(x)最大值为e-ke+k; 当k≥
e
e-1
时,g(x)的最大值是0…(14分)

选择题
单项选择题 B1型题