问题 解答题
已知f(x)=kxlnx,g(x)=-x2+ax-(k+1)(k>0).
(Ⅰ)求函数f(x)在[t,t+2](t>0)上的最小值;
(Ⅱ)对一切x∈(0,+∞),f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)证明:对一切x∈(0,+∞),都有lnx>
1
ex
-
2
ex
成立.
答案

(Ⅰ)f′(x)=k(lnx+1),

x∈(0,

1
e
),f′(x)<0,f(x)单调递减,

x∈(

1
e
,+∞),f′(x)>0,f(x)单调递增.

0<t<t+2<

1
e
,t无解;

0<t<

1
e
<t+2,即0<t<
1
e
时,f(x)min=f(
1
e
)=-
k
e

1
e
≤t<t+2,即t≥
1
e
时,f(x)在[t,t+2]上单调递增,f(x)min=f(t)=ktlnt;

所以f(x)min=

-
k
e
,0<t<
1
e
ktlnt,t≥
1
e

(Ⅱ)kxlnx≥-x2+ax-(k+1),则a≤klnx+x+

k+1
x

h(x)=klnx+x+

k+1
x
(x>0),则h′(x)=
[x+(k+1)](x-1)
x2
,x∈(0,1),h′(x)<0,h(x)单调递减,x∈(1,+∞),h′(x)>0,h(x)单调递增,

所以h(x)min=h(1)=k+2,因为对一切x∈(0,+∞),f(x)≥g(x)恒成立,所以a≤h(x)min=k+2;

(Ⅲ)问题等价于证明xlnx>

x
ex
-
2
e
(x∈(0,+∞)),由(1)可知,f(x)=kxlnx(x∈(0,+∞))(k>0)的最小值是-
k
e
,当且仅当x=
1
e
时取到,故lnx>-
1
e

m(x)=

x
ex
-
2
e
(x∈(0,+∞)),则m′(x)=
1-x
ex
,易得m(x)max=m(1)=-
1
e

当且仅当x=1时取到,从而对一切x∈(0,+∞),都有lnx>

1
ex
-
2
ex
成立.①

单项选择题
单项选择题 B1型题