问题 解答题
已知f(x)=xlnx,g(x)=-x2+ax-3.
(1)求函数f(x)在[t,t+2](t>0)上的最小值;
(2)对一切x∈(0,+∞),2f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围;
(3)证明:对一切x∈(0,+∞),都有lnx>
1
ex
-
2
ex
成立.
答案

(1)f'(x)=lnx+1,当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
)=-
1
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)=tlnt;

f(x)min=

-
1
e
,0<t<
1
e
tlnt,t≥
1
e

(2)2xlnx≥-x2+ax-3,则a≤2lnx+x+

3
x

h(x)=2lnx+x+

3
x
(x>0),则h′(x)=
(x+3)(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)=4

因为对一切x∈(0,+∞),2f(x)≥g(x)恒成立,所以a≤h(x)min=4;

(3)问题等价于证明xlnx>

x
ex
-
2
e
(x∈(0,+∞)),

由(1)可知f(x)=xlnx(x∈(0,+∞))的最小值是-

1
e
,当且仅当x=
1
e
时取到

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.

问答题
单项选择题