已知函数f(x)=xlnx+1,g(x)=ax-1-lnx(Ⅰ)求f(x)的最小值;(Ⅱ)讨论函数g(x)的单调性;(Ⅲ)

2025-05-04 21:31:52
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回答1:

(Ⅰ)f(x)的定义域为(0,+∞)f(x)的导数f'(x)=1+lnx.-------------(1分)
令f'(x)>0,解得x>

1
e
;令f'(x)<0,解得0<x<
1
e

从而f(x)在(0,
1
e
)
单调递减,在(
1
e
,+∞)
单调递增.------------------------(3分)
所以,当x=
1
e
时,f(x)取得最小值1?
1
e
.---------------------------------(4分)
(Ⅱ)∵g(x)=ax-1-lnx,∴f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=a?
1
x
ax?1
x

当a≤0时,f'(x)<0,f(x)在(0,+∞)是单调递减函数;---------------(5分)
当a>0时,令f'(x)=0,∴x=
1
a
∈(0,+∞),f′(x)、f(x)随x
的变化情况如下表:
x (0,
1
a
1
a
(
1
a
,+∞)
f′(x) - 0 +
f(x) 极小值
从上表可以看出:当a>0 时,f(x)在区间上(
1
a
,+∞)
是单调增函数--------------(7分)
在上(0,
1
a
)是单调递减函数--------------------------(8分)
(Ⅲ)∵f(x)≥1?
1
e
>0
ex-f'(x)=ex-1-lnx所以
K
f(x)
≤ex?f′(x)
,恒成立
即K≤(ex-1-lnx)?f(x)恒成立---------------------------------(9分)
由(Ⅱ)可知,当a=e,g(x)=ex-1-lnx在区间(0,
1
e
)
上是减函数,在区间(
1
e
,+∞)
上是增函数
故当x=
1
e
时,g(x)=ex-1-lnx的最小值为g(
1
e
)=1
----------------(11分)
又由(Ⅰ)可知,当x=
1
e
时,f(x)取得最小值f(
1
e
)
=1?
1
e
>0-----------12 分
故函数y=(ex-1-lnx)?f(x)当x=
1
e
时,取得最小值1?
1
e
K≤1?
1
e
---------------(13分)
即K的最大值为1?
1
e
----------------------------(14分)