Question

已知f（x）=xlnx．
（1）求函數(shù)f（x）在[t，t+2]（t＞0）上的最小值；
（2）已知2

1

x

＞xa對(duì)任意x∈（0，1）恒成立，求實(shí)數(shù)a的取值范圍；
（3）證明：對(duì)一切x∈（0，+∞），都有lnx＞

1

ex

-

2

ex

成立．

Answer 1

分析：（1）對(duì)函數(shù)求導(dǎo)，根據(jù)導(dǎo)函數(shù)與0的關(guān)系寫(xiě)出函數(shù)的單調(diào)性和區(qū)間，討論所給的區(qū)間和求出的單調(diào)區(qū)間之間的關(guān)系，在不同條件下做出函數(shù)的最值．
（2）根據(jù)兩個(gè)函數(shù)的不等關(guān)系恒成立，先求出兩個(gè)函數(shù)的最值，利用最值思想解決，主要看兩個(gè)函數(shù)的最大值和最小值之間的關(guān)系，得到結(jié)果．
（3）要證明不等式成立，問(wèn)題等價(jià)于證明xlnx＞

x

ex

-

2

e

(x∈(0，+∞))．由（1）可知f（x）=xlnx（x∈（0，+∞））的最小值是-

1

e

，構(gòu)造新函數(shù)，得到結(jié)論．

解答：解：（1）f′（x）=lnx+1，…（1分）
當(dāng)x∈(0，

1

e

)，f′(x)＜0，f(x)單調(diào)遞減，當(dāng)x∈(

1

e

，+∞)，f′(x)＞0，f(x)單調(diào)遞增  …（2分）
①當(dāng)0＜t＜

1

e

時(shí)，t+2＞

1

e

f(x)min=f(

1

e

)=-

1

e

；        …（3分）
②當(dāng)

1

e

≤t＜t+2，即t≥

1

e

時(shí)，f（x）在[t，t+2]上單調(diào)遞增，
f（x）_min=f（t）=tlnt； …（4分）
所以f(x)min=

- 1 e ，0＜t＜ 1 e . tlnt，t≥ 1 e

…（5分）
（2）在2

1

x

＞xa兩邊取對(duì)數(shù)得

1

x

ln2＞alnx，…（6分）
由于0＜x＜1，所以

a

ln2

＞

1

xlnx

，…（7分）
令g(x)=

1

xlnx

，由（1）可知，當(dāng)x∈（0，1）時(shí)，g(x)≤gmax(x)≤g(

1

e

)=-e（8分）
所以

a

ln2

＞-e，即a＞-eln2．    …（9分）
（3）問(wèn)題等價(jià)于證明xlnx＞

x

ex

-

2

e

(x∈(0，+∞))，…（10分）
由（1）可知f（x）=xlnx（x∈（0，+∞））的最小值是-

1

e

，當(dāng)且僅當(dāng)x=

1

e

時(shí)取到，（11分）
設(shè)m(x)=

x

ex

-

2

e

(x∈(0，+∞))，則m′(x)=

1-x

ex

，…（12分）
易知m(x)max=m(1)=-

1

e

，當(dāng)且僅當(dāng)x=1時(shí)取到，…（13分）
從而對(duì)一切x∈（0，+∞），都有lnx＞

1

ex

-

2

ex

成立．           …（14分）

點(diǎn)評(píng)：本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的最值，利用最值解決函數(shù)的恒成立思想，不同解題的關(guān)鍵是構(gòu)造新函數(shù)，利用新函數(shù)的性質(zhì)解決問(wèn)題．