已知函数f(x)=xlnx,,(a>0).
(Ⅰ)求f(x)在区间[1,e](e为自然对数的底数)上的最大值;
(Ⅱ)若对任意的x1,x2∈[1,e]都有g(x1)≥f(x2)成立,求实数a的取值范围.
网友回答
解:(Ⅰ)∵f(x)=xlnx,
∴x>0,f′(x)=lnx+1,
由f′(x)=lnx+1>0,得x>,
∴f(x)的增区间是().
由f′(x)=lnx+1<0,得x<,
∴f(x)的减区间是(0,).
∴f(x)在区间[1,e]上上单调递增,
∴f(x)在区间[1,e]上的最大值f(x)max=f(e)=elne=e.
(Ⅱ)对任意的x1,x2∈[1,e]都有g(x1)≥f(x2)成立,等价于对任意的x1,x2∈[1,e]都有[g(x)]min≥[f(x)]max.
当x∈[1,e]时,f′(x)=lnx+1>0.
∴函数f(x)=xlnx在[1,e]上是增函数.
∴[f(x)]max=f(e)=e.
∵,(a>0),
∴=,且x∈[1,e],a>0.
①当0<a<1且x∈[1,e]时,>0,
∴函数,在[1,e]上是增函数,
∴[g(x)]min=g(1)=1+a2.
由1+a2≥e,得a≥,
又0<a<1,∴a不合题意.
②当1≤a≤e时,
若1≤x<a,则<0,
若a<x≤e,则>0.
∴函数在[1,a)上是减函数,在(a,e]上是增函数.
∴[g(x)]min=g(a)=2a.
由2a≥e,得a≥,
又1≤a≤e,∴≤a≤e.
③当a>e且x∈[1,e]时,<0,
∴函数在[1,e]上是减函数.
∴.
由≥e,得a∈R,
又a>e,∴a>e. (15分)
综上所述,a的取值范围为.
解析分析:(Ⅰ)由f(x)=xlnx,知x>0,f′(x)=lnx+1,由此能求出f(x)在区间[1,e](e为自然对数的底数)上的最大值.(Ⅱ)若对任意的x1,x2∈[1,e]都有g(x1)≥f(x2)成立等价于g(x1)min≥f(x2)max,从而转化为分别求函数g(x),f(x)在[1,e]的最小值、最大值.
点评:本题综合考查了极值存在的性质及零点判定定理的运用,函数的恒成立问题,解决此类问题常把问题进行转化,体现了转化的思想、方程与函数的思想的运用.属于中等难度的试题.