题目内容
(本小题满分14分)已知函数
(I)求函数
在
上的最小值;
(II)对一切
恒成立,求实数
的取值范围;
(III)求证:对一切
,都有
(I)求函数
(II)对一切
(III)求证:对一切
(I)f ′(x)=lnx+1,当x∈(0,
),f ′(x)<0,f (x)单调递减,
当x∈(
,+∞),f ′(x)>0,f (x)单调递增. ……2分
①0<t<t+2<
,t无解;
②0<t<
<t+2,即0<t<
时,f (x)min=f (
)=-
;
③
≤t<t+2,即t≥
时,f (x)在[t,t+2]上单调递增,f (x)min=f (t)=tlnt;
所以f (x)min=
. ……5分
(II)2xlnx≥-x2+ax-3,则a≤2lnx+x+
, ……6分
设h (x)=2lnx+x+
(x>0),则h′(x)=
,x∈(0,1),h′(x)<0,h (x)单调递减,
x∈(1,+∞),h′(x)>0,h
(x)单调递增,所以h (x)min=h (1)=4,
因为对一切x∈(0,+∞),2f(x)≥g (x)恒成立,
所以a≤h (x)min=4.……10分
(III)问题等价于证明xlnx>
-
(x∈(0,+∞)),
由(I)可知f (x)=xlnx(x∈(0,+∞))的最小值是-
,当且仅当x=
时取到.
设m (x)=
-
(x∈(0,+∞)),则m ′(x)=
,
易得m (x)max=m (1)=-
,当且仅当x=1时取到,
从而对一切x∈(0,+∞),都有lnx>
-
. ……14分
当x∈(
①0<t<t+2<
②0<t<
③
所以f (x)min=
(II)2xlnx≥-x2+ax-3,则a≤2lnx+x+
设h (x)=2lnx+x+
x∈(1,+∞),h′(x)>0,h
因为对一切x∈(0,+∞),2f(x)≥g (x)恒成立,
所以a≤h (x)min=4.……10分
(III)问题等价于证明xlnx>
由(I)可知f (x)=xlnx(x∈(0,+∞))的最小值是-
设m (x)=
易得m (x)max=m (1)=-
从而对一切x∈(0,+∞),都有lnx>
略
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