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  • 已知函數(shù)f(x)=xlnx,g(x)=-x2+ax-3. (Ⅰ)求函數(shù)f(x)的最小值; (Ⅱ)對一切x∈(0,+∞),2f(x)≥g(x)恒成立,求實數(shù)a的取值范圍; (Ⅲ)證明:對一切x∈(0,+∞),都有l(wèi)nx

    已知函數(shù)f(x)=xlnx,g(x)=-x2+ax-3.
    (Ⅰ)求函數(shù)f(x)的最小值;
    (Ⅱ)對一切x∈(0,+∞),2f(x)≥g(x)恒成立,求實數(shù)a的取值范圍;
    (Ⅲ)證明:對一切x∈(0,+∞),都有lnx>
    1
    ex
    ?
    2
    ex
    成立.
    數(shù)學人氣:679 ℃時間:2020-02-06 02:02:17
    優(yōu)質解答
    (Ⅰ)f(x)的定義域為(0,+∞),f(x)的導數(shù)f'(x)=1+lnx.
    令f'(x)>0,解得x>
    1
    e

    令f'(x)<0,解得0<x<
    1
    e

    從而f(x)在(0,
    1
    e
    )單調遞減,在(
    1
    e
    ,+∞)單調遞增.
    所以,當x=
    1
    e
    時,f(x)取得最小值-
    1
    e

    (II)若2f(x)≥g(x),則a≤2lnx+x+
    3
    x

    設h(x)=2lnx+x+
    3
    x
    ,
    則h′(x)=
    2
    x
    +1-
    3
    x2
    =
    x2+2x?3
    x2
    =
    (x+3)(x?1)
    x2

    ∵x∈(0,1)時,h′(x)<0,h(x)單調遞減,
    x∈(1,+∞)時,h′(x)>0,h(x)單調遞增,
    ∴h(x)min=h(1)=4
    故a≤4
    即實數(shù)a的取值范圍為(-∞,4]
    證明:(III)若lnx>
    1
    ex
    ?
    2
    ex

    lnx?x>
    x
    ex
    ?
    2
    e

    由(I)得:lnx?x≥?
    1
    e
    ,當且僅當x=
    1
    e
    時,取最小值;
    設m(x)=
    x
    ex
    ?
    2
    e
    ,則m′(x)=
    1?x
    ex

    ∵x∈(0,1)時,m′(x)>0,h(x)單調遞增,
    x∈(1,+∞)時,m′(x)<0,h(x)單調遞減,
    故當x=1時,h(x)取最大值?
    1
    e

    故對一切x∈(0,+∞),都有lnx>
    1
    ex
    ?
    2
    ex
    成立.
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