已知函数f(x)=xlnx.(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和最小值;(Ⅱ)若函数F(x)=在[1,e]上是最小值为,求a的值;(Ⅲ)当b>0时,求证:(其中e=2.7

发布时间:2020-08-01 02:41:44

已知函数f(x)=xlnx.
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间和最小值;
(Ⅱ)若函数F(x)=在[1,e]上是最小值为,求a的值;
(Ⅲ)当b>0时,求证:(其中e=2.718?28…是自然对数的底数).

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(Ⅰ)解:求导函数可得:f′(x)=lnx+1(x>0)
令f′(x)≥0,即lnx≥-1,∴x;令f′(x)≤0,即lnx≤-1,∴0<x;
∴f(x)单调递增区间为[,+∞),单调递减区间为(0,]
∴f(x)min=f()=-
(Ⅱ)解:F(x)==,求导函数可得F′(x)=
当a≥0时,F′(x)>0,F(x)在[1,e]上单调递增,F(x)min=-a=,∴a=-?[0,+∞),舍去;
当a<0时,F(x)在(0,-a)单调递减,在(-a,+∞)单调递增
若a∈(-1,0),F(x)在[1,e]上单调递增,F(x)min=-a=,∴a=-?(-1,0),舍去;
若a∈[-e,-1],F(x)在(1,-a)单调递减,在(-a,e)单调递增,
∴F(x)min=F(-a)=ln(-a)+1=,∴a=-∈[-e,-1];
若a∈(-∞,-1),F(x)在[1,e]上单调递减,∴F(x)min=F(e)=-?(-∞,-1),舍去;
综上所述:a=-
(Ⅲ)证明:由(I)可知当b>0时,有f(b)≥f(x)min=f()=-,∴,
即.

解析分析:(Ⅰ)求导函数,令f′(x)≥0,确定函数的单调递增区间;令f′(x)≤0,确定函数的单调递减区间,从而可求函数的最小值;(Ⅱ)F(x)==,求导函数可得F′(x)=,分类讨论,确定函数的单调性,利用函数在[1,e]上是最小值为,可求a的值;(Ⅲ)由(I)可知当b>0时,有f(b)≥f(x)min=f()=-,所以,从而可知结论成立.

点评:本试题考查了导数在研究函数中的运用,求函数的最值,以及结合不等式的知识证明不等式的成立.解决该试题的关键是第一问能利用导数求出参数a的值,并能利用第一问来递进式解决第二问.
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