已知函数f(x)=xlnx.(Ⅰ)求函数f(x)在[1,3]上的最小值;(Ⅱ)若存在x∈[1e,e](e为自然对数的底数,且e=2.71828…)使不等式2f(x)≥-x2+ax-3成立,求实数a的取

题目简介

已知函数f(x)=xlnx.(Ⅰ)求函数f(x)在[1,3]上的最小值;(Ⅱ)若存在x∈[1e,e](e为自然对数的底数,且e=2.71828…)使不等式2f(x)≥-x2+ax-3成立,求实数a的取

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已知函数f(x)=xlnx.
(Ⅰ)求函数f(x)在[1,3]上的最小值;
(Ⅱ)若存在x∈[
1
e
,e]
(e为自然对数的底数,且e=2.71828…)使不等式2f(x)≥-x2+ax-3成立,求实数a的取值范围.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(Ⅰ)由f(x)=xlnx,可得f'(x)=lnx+1,(2分)
x∈(0,class="stub"1
e
)
时,f'(x)<0,f(x)单调递减;
x∈(class="stub"1
e
,+∞)
时,f'(x)>0,f(x)单调递增.
所以函数f(x)在[1,3]上单调递增.
又f(1)=ln1=0,
所以函数f(x)在[1,3]上的最小值为0.(6分)
(Ⅱ)由题意知,2xlnx≥-x2+ax-3,则a≤2lnx+x+class="stub"3
x

若存在x∈[class="stub"1
e
,e]
使不等式2f(x)≥-x2+ax-3成立,
只需a小于或等于2lnx+x+class="stub"3
x
的最小值.
h(x)=2lnx+x+class="stub"3
x
(x>0)
,则h′(x)=class="stub"2
x
+1-class="stub"3
x2
=
(x+3)(x-1)
x2

x∈[class="stub"1
e
,1)
时,h'(x)<0,h(x)单调递减;
当x∈(1,e]时,h'(x)>0,h(x)单调递增.
h(class="stub"1
e
)=-2+class="stub"1
e
+3e
h(e)=2+e+class="stub"3
e
h(class="stub"1
e
)-h(e)=2e-class="stub"2
e
-4>0

可得h(class="stub"1
e
)>h(e)

所以,当x∈[class="stub"1
e
,e]
时,h(x)的最小值为h(1)=4
故a≤4(13分)

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