问题 解答题

函数f(x)=xlnx-ax2-x(a∈R).

(I)若函数f(x)在x=1处取得极值,求a的值;

(II)若函数f(x)的图象在直线y=-x图象的下方,求a的取值范围;

(III)求证:20132012<20122013

答案

(I)f′(x)=lnx-2ax,(x>0).

∵函数f(x)在x=1处取得极值,∴f′(1)=0,即0-2a=0,解得a=0.

∴f′(x)=lnx,

当x∈(0,1)时,f′(x)<0,函数f(x)在(0,1)内单调递减;

当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,函数f(x)在(1,+∞)内单调递增.

∴函数f(x)在x=1时取得极小值.

(II)由题意可得:xlnx-ax2-x<-x,

∴xlnx-ax2<0,

∵x>0,∴a>

lnx
x

设h(x)=

lnx
x
,则h′(x)=
1-lnx
x2

令h′(x)>0,解得0<x<e,∴h(x)在区间(0,e)上单调递增;

令h′(x)<0,解得e<x,∴h(x)在区间(e,+∞)上单调递减.

∴h(x)在x=e时取得极小值,即最小值,h(e)=

1
e

∴a>

1
e

(III)由(II)可知:h(x)在(e,+∞)上单调递减,

∴h(x)>h(x+1),

lnx
x
ln(x+1)
x+1
,化为lnxx+1>ln(x+1)x

∴xx+1>(x+1)x

令x=2012,可得2012201′3>20132012

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