问题 解答题
已知函数f(x)=xlnx,g(x)=x2-6x+1.
(Ⅰ)求函数y=
4f(x)
x
+g(x)
的单调递增区间;
(Ⅱ)求函数f(x)在区间[t,t+2](t>0)上的最小值;
(Ⅲ)试判断方程lnx=
1
ex
-
2
ex
(其中e=2.718…)是否有实数解?并说明理由.
答案

(Ⅰ)函数y=

4f(x)
x
+g(x)=4lnx+x2-6x+1,(x>0),

y=

4
x
+2x-6=
2x2-6x+4
x
=
2(x-1)(x-2)
x

令y>0,解得0<x<1或x>2,

∴函数y=

4f(x)
x
+g(x)的单调递增区间是(0,1)和(1,+∞).

(II)f(x)=lnx+1,令f(x)=0,解得x=

1
e

0<x<

1
e
时,f(x)<0,函数f(x)在(0,
1
e
)
上单调递减;当x>
1
e
时,f(x)>0,函数f(x)在(0,
1
e
)
上单调递增.

①当0<t<

1
e
时,x∈[t,
1
e
)
时,函数f(x)单调递减;x∈(
1
e
,t+2]
,函数f(x)单调递增,

因此当x=

1
e
时,f(x)取得极小值,也即最小值,且f(
1
e
)=
1
e
ln
1
e
=-
1
e

②当t≥

1
e
时,f(x)在区间[t,t+2]内单调递增,因此x=t时,函数f(x)取得最小值,且f(t)=tlnt.

(Ⅲ)方程lnx=

1
ex
-
2
ex
(其中e=2.718…)⇔xlnx=
x
ex
-
2
e
(x>0).

令u(x)=xlnx,v(x)=

x
ex
-
2
e
.(x>0).

由(II)可知:u(x)在x=

1
e
时取得极小值,也即最小值-
1
e

v(x)=

ex-xex
e2x
=
1-x
ex
,当0<x<1时,v(x)>0,函数v(x)单调递增;当1<x时,v(x)<0,函数v(x)单调递减.

因此当x=1时,v(x)取得极大值,也即最大值v(1)=

1
e
-
2
e
=-
1
e

而当x=1时,u(1)=0>-

1
e
=v(1),故方程lnx=
1
ex
-
2
ex
(其中e=2.718…)无实数解.

单项选择题
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