题目内容
已知函数f(x)=kxlnx,k∈R.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)当函数g(x)=
,x∈[e,3]的最大值为
时,求k的值.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)当函数g(x)=
| f(x)-kx |
| ex |
| 1 |
| e2 |
(1)由题意知函数定义域为(0,+∞),f′(x)=k(1+lnx);
当k=0时,f(x)=0,所以函数无单调区间;
当k>0时,令f′(x)=k(1+lnx)>0,则x>
,所以函数f(x)在(0,
]上单调递减,在[
,+∞)上单调递增;
当k<0时,令f′(x)=k(1+lnx)>0,则0<x<
,所以函数f(x)在(0,
]上单调递增,在[
,+∞)上单调递减;
(2)因为g(x)=
,所以g′(x)=
令u(x)=lnx+x-xlnx,所以u′(x)=
-lnx
∵x∈[e,3],∴lnx≥1,
≤
<1,∴u′(x)<0,即u(x)为减函数,可得u(x)min=u(3)=3-3ln3=ln
>0
∴x∈[e,3]时,lnx+x-xlnx>0
当k>0时,g′(x)>0,可得g(x)在x∈[e,3]时为增函数,g(x)max=g(3)=
,所以k=
;
当k=0时,g(x)的最大值是0,不合题意;
当k<0时,g′(x)<0,g(x)在x∈[e,3]上为减函数,g(x)的最大值是0,不合题意
故当函数g(x)的最大值为
时,k的值为
.
当k=0时,f(x)=0,所以函数无单调区间;
当k>0时,令f′(x)=k(1+lnx)>0,则x>
| 1 |
| e |
| 1 |
| e |
| 1 |
| e |
当k<0时,令f′(x)=k(1+lnx)>0,则0<x<
| 1 |
| e |
| 1 |
| e |
| 1 |
| e |
(2)因为g(x)=
| f(x)-kx |
| ex |
| k(lnx+x-xlnx) |
| ex |
令u(x)=lnx+x-xlnx,所以u′(x)=
| 1 |
| x |
∵x∈[e,3],∴lnx≥1,
| 1 |
| x |
| 1 |
| e |
| e3 |
| 9 |
∴x∈[e,3]时,lnx+x-xlnx>0
当k>0时,g′(x)>0,可得g(x)在x∈[e,3]时为增函数,g(x)max=g(3)=
| 1 |
| e2 |
| e |
| 3(ln3-1) |
当k=0时,g(x)的最大值是0,不合题意;
当k<0时,g′(x)<0,g(x)在x∈[e,3]上为减函数,g(x)的最大值是0,不合题意
故当函数g(x)的最大值为
| 1 |
| e2 |
| e |
| 3(ln3-1) |
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