题目内容

【题目】已知函数f(x)=xlnx+2,g(x)=x2﹣mx.
(Ⅰ)求函数f(x)在[t,t+2](t>0)上的最小值;
(Ⅱ)若方程f(x)+g(x)=0有两个不同的实数根,求证:f(1)+g(1)<0;
(Ⅲ)若存在x0∈[ ,e]使得mf′(x)+g(x)≥2x+m成立,求实数m的取值范围.

【答案】解:(Ⅰ)f′(x)=lnx+1, 令f′(x)>0,解得:x> ,令f′(x)<0,解得:0<x<
∴f(x)在(0, )递减,在( ,+∞)递增,
若t≥ ,则f(x)在[t,t+2]递增,
∴f(x)min=f(t)=tlnt+2,
若0<t< ,则f(x)在[t, )递减,在( ,t+2]递增,
∴f(x)min=f( )=2﹣
(Ⅱ)若方程f(x)+g(x)=0有两个不同的实数根,
即m=lnx+x+ 有两个不同的实数根,
令h(x)=lnx+x+ ,(x>0),
即函数y=m和h(x)=lnx+x+ 有两个不同的交点,
而h′(x)= +1﹣ =
令h′(x)>0,解得:x>1,令h′(x)<0,解得:0<x<1,
故h(x)在(0,1)递减,在(1,+∞)递增,
故h(x)≥h(1)=3,
故m>3,
故f(1)+g(1)=3﹣m<0;
(Ⅲ)若存在x0∈[ ,e]使得mf′(x)+g(x)≥2x+m成立,
即存在x0∈[ ,e]使得m≤ 成立,
令k(x)= ,x∈[ ,e],则k′(x)=
易得2lnx﹣x<0,
令k′(x)>0,解得:x>1,令k′(x)<0,解得:x<1,
故k(x)在[ ,1)递减,在(1,e]递增,
故k(x)的最大值是k( )或k(e),
而k( )= <k(e)=
故m≤
【解析】(Ⅰ)求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间,通过讨论t的范围,求出函数的最小值即可;(Ⅱ)问题转化为m=lnx+x+ 有两个不同的实数根,令h(x)=lnx+x+ ,(x>0),根据函数的单调性求出h(x)的最小值,求出m的范围,从而判断f(1)+g(1)的符号即可;(Ⅲ)问题转化为存在x0∈[ ,e]使得m≤ 成立,令k(x)= ,x∈[ ,e],根据函数的单调性求出m的范围即可.
【考点精析】本题主要考查了利用导数研究函数的单调性和函数的最大(小)值与导数的相关知识点,需要掌握一般的,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;求函数上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数内的极值;(2)将函数的各极值与端点处的函数值比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值才能正确解答此题.

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