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已知f(x)=xlnx,g(x)=-x 2 +ax-3.

来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/22 03:35:08
已知f(x)=xlnx,g(x)=-x 2 +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> 成立.
已知f(x)=xlnx,g(x)=-x 2 +ax-3.
(1)f(x) min (2)a≤4(3)见解析

(1)f′(x)=lnx+1,当x∈ 时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x∈ 时,f′(x)>0,f(x)单调递增.
①当0<t<t+2< 时,t无解;②当0<t< <t+2,即0<t< 时,f(x) min =f =-
③当 ≤t<t+2,即t≥ 时,f(x)在[t,t+2]上单调递增,f(x) min =f(t)=tlnt,
所以f(x) min .
(2)由题意,要使2xlnx≥-x 2 +ax-3在x∈(0,+∞)恒成立,即要使a≤2lnx+x+ 恒成立.
设h(x)=2lnx+x+ (x>0),则h′(x)= +1- .
当x∈(0,1)时,h′(x)<0,h(x)单调递减;
当x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,h(x)单调递增.
所以x=1时,h(x)取得极小值,也就是最小值,
即[h(x)] min =h(1)=4,所以a≤4.
(3)证明:问题等价于证明xlnx> ,x∈(0,+∞).
由(1)知,f(x)=xlnx在(0,+∞)上最小值是-
当且仅当x= 时取得.设m(x)= ,x∈(0,+∞),则m′(x)=
易得[m(x)] max =m(1)=-
当且仅当x=1时取得,
从而对一切x∈(0,+∞),都有lnx> 成立