问题 解答题
已知函数f(x)=(bx+c)lnx在x=
1
e
处取得极值,且在x=1处的切线的斜率为1.
(Ⅰ)求b,c的值及f(x)的单调减区间;
(Ⅱ)设p>0,q>0,g(x)=f(x)+x2,求证:5g(
3p+2q
5
)≤3g(p)+2g(q).
答案

(Ⅰ)f′(x)=blnx+(bx+c)•

1
x
,(1分)

f′(

1
e
)=0,

bln

1
e
+(
b
e
+c)•e=0,

即-b+b+ec=0,

∴c=0,

∴f'(x)=blnx+b,

又f'(1)=1,

∴bln1+b=1,

∴b=1,

综上,b=1,c=0,(3分)

f(x)=xlnx,由定义域知x>0,f'(x)=lnx+1,

f′(x)<0∴0<x<

1
e

∴f(x)的单调减区间为(0,

1
e
).(5分)

(Ⅱ)先证5f(

3p+2q
5
)≤3f(p)+2f(q)

即证5

3p+2q
5
•ln
3p+2q
5
≤3plnp+2qlnq

即证3pln

3p+2q
5p
≤2qln
5q
3p+2q
,(6分)

t=

q
p
,∵p>0,q>0,∴t>0,

即证ln

3+2t
5
2t
3
•ln
5t
3+2t

h(t)=ln

3+2t
5
-
2t
3
•ln
5t
3+2t

h(t)=ln

3+2t
5
-
2
3
tln(5t)+
2t
3
ln(3+2t),

h′(t)=

5
3+2t
2
5
-
2
3
ln(5t)-
2t
3
5
5t
+
2
3
ln(3+2t)+
2t
3
2
3+2t
=
2
3
ln
3+2t
5t
,(8分)

①当3+2t>5t即0<t<1时,ln

3+2t
5t
>0,即h'(t)>0

h(t)在(0,1)上递增,∴h(t)<h(1)=0,(9分)

②当3+2t<5t,即t>1时,ln

3+2t
5t
<0,即h′(t)<0,

h(t)在(1,+∞)上递减,

∴h(t)<h(1)=0,(10分)

③当3+2t=5t,即t=1时,h(t)=h(1)=0,

综合①②③知h(t)≤0,

即ln

3+2t
5
2t
3
•ln
5t
3+2t
,(11分)

即5f(

2p+3q
5
)≤3f(p)+2f(q),

∵5•(

3p+2q
5
2-(3p2+2q2)=
-6(p-q)2
5
≤0,

∴5•(

3p+2q
5
2≤3p2+2q2

综上,得5g(

3p+2q
5
)≤3g(p)+2g(q).(12分)

判断题
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