解答题已知f(x)=xlnx-ax,g(x)=-x2-2.(1)当a=-1时,求f(x

发布时间:2020-07-09 01:25:49

解答题已知f(x)=xlnx-ax,g(x)=-x2-2.
(1)当a=-1时,求f(x)的单调区间;
(2)对一切x∈(0,+∞),f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围;
(3)证明:对一切x∈(0,+∞),都有成立.

网友回答

解:(1)函数的定义域是(0,+∞)

当a=-1时,f′(x)=lnx+2
令f′(x)=lnx+2>0,得
令f′(x)=lnx+2<0,得
∴函数的单调递增区间是
函数的单调递减区间是
(2)∵对一切x∈(0,+∞),f(x)≥g(x)恒成立,
∴对一切x∈(0,+∞),xlnx-ax≥-x2-2恒成立.
即对一切x∈(0,+∞),恒成立.


∴当0<x<1时,F′(x)<0,函数递减,当x>1时,F′(x)>0,函数递增.
∴F(x)在x=1处取极小值,也是最小值,即Fmin(x)=F(1)=3
∴a≤3
(3)证明:对一切x∈(0,+∞),都有成立.
等价于证明:对一切x∈(0,+∞),都有成立.
由(1)知,当a=-1时f(x)=xlnx+x,
令,
当x∈(0,1)时,G′(x)>0,函数G(x)递增,当x∈(1,+∞)时,G′(x)<0,函数G(x)递减.f(x)min>G(x)max
∴当x=1时,函数G(x)取到极大值,也是最大值.

∵-
∴f(x)min>G(x)max
∴对一切x∈(0,+∞),都有成立.解析分析:(1)求出函数的导函数,当a=-1时,f′(x)=lnx+2,令f′(x)=lnx+2>0,得函数的单调递增区间是,令f′(x)=lnx+2<0,得函数的单调递减区间是(2)把f(x)≥g(x)恒成立转化为对一切x∈(0,+∞),恒成立,构造函数,研究F(x)的最小值;(3)要证不等式在一个区间上恒成立,结合(1)把问题进行等价变形,研究函数f(x)的最小值和函数G(x)的最大值进行比较即可.点评:本题主要考查了用导数研究函数的单调性和最大值,恒成立问题中用到了转化的数学思想.
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