题目内容

【题目】已知函数f(x)=xlnx,g(x)=x+ (x>0)都在x=x0处取得最小值.
(1)求f(x0)﹣g(x0)的值.
(2)设函数h(x)=f(x)﹣g(x),h(x)的极值点之和落在区间(k,k+1),k∈N,求k的值.

【答案】
(1)解:∵f(x)=xlnx,x>0,

∴f′(x)=1+lnx,

令f′(x)=1+lnx=0,解得x=

当x> 时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增,

当0<x< 时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减,

∴当x= ,且f( )=﹣

∵f(x)=xlnx,g(x)=x+ (x>0)都在x=x0处取得最小值,

∴x0=

∵g(x)=x+ (x>0),

∴g′(x)=1﹣

∴g′( )=1﹣ =0,

解得a=e2

∴g(x0)=g( )= +

∴f(x0)﹣g(x0)=﹣ + + =


(2)解:函数h(x)=f(x)﹣g(x)=xlnx﹣x﹣

∴h′(x)=1+lnx﹣1+ =lnx﹣

设φ(x)=lnx﹣

∴φ′(x)= + >0,

∴h′(x)在(0,+∞)上单调递增,

∴h′(1)h(e)<0,

∴h′(x)在(1,e)上存在唯一的零点,

∵h(x)的极值点之和落在区间(k,k+1),

∴k=1


【解析】(1)先利用导数求出f(x)的极值点和极值,继而求出a的值,再求出g(x)的极值,问题得以解决,(2)先求导得到h′(x)=lnx﹣ ,再根据函数零点存在定理即可判断零点所在的区间.
【考点精析】关于本题考查的利用导数研究函数的单调性和函数的极值与导数,需要了解一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间内,(1)如果,那么函数在这个区间单调递增;(2)如果,那么函数在这个区间单调递减;求函数的极值的方法是:(1)如果在附近的左侧,右侧,那么是极大值(2)如果在附近的左侧,右侧,那么是极小值才能得出正确答案.

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