已知函数f(x)=(x+k)lnx(k是常数).
(1)若f(x)是增函数,试求k的取值范围;
(2)当k=0时,是否存在不相等的正数a,b满足若存在,求出a,b;若不存在,说明理由.
网友回答
解:(1)∵f'(x)=+lnx>0对于x>0恒成立,
即k≥-x-xlnx对x>0恒成立,①,
记g(x)=-x-xlnx,所以g′(x)=-(2+lnx),
∴g(x)在x∈(0,e-2)递增,在x∈(e-2,+∞)递减,
∴g(x)在(0,+∞)上的最大值为:g(e-2)=e-2,由①可知,k>e-2,即k∈[e-2,+∞).
(2)不妨设存在a>b>0符合题意,则,
整理得ln-ln=,②,
构造函数F(x)=xln
=xln(2x)+(1-x)ln(x+1)-x+(1-ln2)(x>0).
∴F′(1)=0且F'(x)=,对于x∈[1,+∞)成立.
∴F′(x)在x∈[1,+∞)上递减.
∵
∴F()<F(1)=0
整理得ln-ln<,与②矛盾.
∴符合题意的不相等的正数a、b不存在.
解析分析:(1)f(x)是增函数,则f'(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,即可求出k的范围.(2)不妨设存在a>b>0符合题意,则ln-ln=,构造函数F(x)=xln,然后利用导数研究函数的单调性,从而得到整理得ln-ln<,矛盾,符合题意的不相等的正数a、b不存在.
点评:本题主要考查了利用导数函数的单调性,以及利用构造函数法证明不等式,属于中档题.