问题 解答题

已知函数f(x)=axlnx(a≠0).

(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和最值;

(Ⅱ)若m>0,n>0,a>0,证明:f(m)+f(n)≥f(m+n)-a(m+n)ln2.

答案

(Ⅰ)∵f'(x)=alnx+a(x>0),

当a>0时,令f'(x)≥0,即lnx≥-1=lne-1

x≥e-1=

1
e
.,∴x∈[
1
e
,+∞)

同理,令f'(x)≤0,可得x∈(0,

1
e
].

∴f(x)单调递增区间为[

1
e
,+∞),单调递减区间为(0,
1
e
]

由此可知y=f(x)min=f(

1
e
)=-
a
e
.无最大值.

当a<0时,令f'(x)≥0,即lnx≤-1=lne-1.∴x≤e-1=

1
e
.,∴x∈(0,
1
e
]

同理,令f'(x)≤0可得x∈[

1
e
,+∞).

∴f(x)单调递增区间为(0,

1
e
],单调递减区间为[
1
e
,+∞)

由此可知y=f(x)max=f(

1
e
)=-
a
e
.此时无最小值.

(Ⅱ)不妨设m≥n>0,令n=x,

g(x)=amlnm+axlnx-a(m+x)ln

m+x
2
(x>0)

g′(x)=alnx+a-aln

m+x
2
-a=aln
2x
m+x

m+x≥2x∴

2x
m+x
≤1,∴aln
x-m
m+x
≤0

∴g'(x)≤0,∴g(x)是减函数,

∵m≥x>0,∴g(x)≥g(m)=0∴g(x)=amlnm+axlnx-a(m+x)ln

m+x
2
≥0,即得证.

单项选择题
多项选择题