(Ⅰ)∵f'(x)=lnx+1(x>0),
令f'(x)≥0,即lnx≥-1=lne-1.…(1分)
∴x≥e-1=.,
∴x∈[,+∞).
同理,令f′(x)≤0可得x(0,].
∴f(x)单调递增区间为[,+∞),单调递减区间为(0,].…(3分)
由此可知y=f(x)min=f()=-.…(4分)
(Ⅱ)由(I)可知当b>0时,有f(b)≥f(x)min=-,
∴blnb≥-,
即ln(bb)≥-=ln().
∴bb≥().
(Ⅲ) 设函数g(x)=f(x)+f(k-x),(k>0)
| ∵f(x)=xlnx, | ∴g(x)=xlnx+(k-x)ln(k-x), | ∴0<x<k. | ∵g′(x)=lnx+1-ln(k-x)-1=ln, | 令g′(x)>0,则有>1⇒>0⇒<x<k. |
| |
∴函数g(x)在[,k)上单调递增,在(0,]上单调递减.
∴g(x)的最小值为g(),即总有g(x)≥g().
而g()=f()+f(k-)=kln=k(lnk-ln2)=f(k)-kln2,
∴g(x)≥f(k)-kln2,
即f(x)+f(k-x)≥f(k)-kln2.
令x=a,k-x=b,则k=a+b.
∴f(a)+f(b)≥f(a+b)-(a+b)ln2.
∴f(a)+(a+b)ln2≥f(a+b)-f(b).