已知函数f(x)=xlnx,g(x)=f(x)+f(m-x),m为正的常数.
(1)求函数g(x)的定义域;
(2)求g(x)的单调区间,并指明单调性;
(3)若a>0,b>0,证明:f(a)+(a+b)ln2≥f(a+b)-f(b).
网友回答
解:(1)根据题意,f(x)的定义域为{x|x>0},
要使g(x)有意义,则,
那么g(x)的定义域为{x|a<x<m}.
(2)g(x)=f(x)+f(m-x)=xlnx+(m-x)ln(m-x)
则g'(x)=lnx+1-ln(m-x)-1
=ln
由g'(x)>0,得,
解得:
由g'(x)<0
得:
解得:
∴g(x)在上为增函数,
在上为减函数
(3)要证f(a)+(a+b)ln2≥f(a+b)-f(b).
只须证f(a)+f(b)≥f(a+b)-(a+b)ln2
而在(2)中,取m=a+b,
则g(x)=f(x)+f(a+b-x)
则g(x)在[,a+b)上为增函数,
在上为减函数.
∴g(x)的最小值为:
g()=f()+f(a+b-)=2f()
=(a+b)ln
=(a+b)ln(a+b)-(a+b)ln2
那么g(a)≥g()
得:f(a)+f(a+b-a)≥(a+b)ln(a+b)-(a+b)ln2=f(a+b)-(a+b)ln2
即:f(a)+(a+b)ln2≥f(a+b)-f(b)
解析分析:(1)根据f(x)=xlnx,g(x)=f(x)+f(m-x),可直接求得g(x)的定义域.(2)求g(x)的导函数g'(x),然后分别对g'(x)>0以及g'(x)<0两种情况进行讨论.继而求得g(x)的单调区间(3)根据(2)的结论,按照g(x)的单调性,证明f(a)+f(b)≥f(a+b)-(a+b)ln2,整理即为结论.
点评:本题考查不等式的证明,函数的定义域及其求法,函数单调性及其应用,以及对数函数的定义域.通过对知识的灵活运用,考查对知识的理解与认知.属于中档题.