已知函数f(x)=xlnx.(1)求f(x)的单调区间和极值;(2)设A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2)),且x

2025-01-21 15:40:41
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回答1:

解答:(1)解:定义域为(0,+∞),f′(x)=lnx+x?

1
x
=1+lnx,
令f′(x)>0,则lnx>-1=ln
1
e
,∴x>
1
e

令f′(x)<0,则lnx<-1=ln
1
e
,∴0<x<
1
e

∴f(x)的单调增区间是(
1
e
,+∞),单调减区间是(0,
1
e
).
f(x)极小值=f(
1
e
)=
1
e
ln
1
e
=-
1
e
,f(x)无极大值.
(2)证明:不妨设x1<x2
kAB<f′(
x1+x2
2
)
?
x2lnx2?x1lnx1
x2?x1
<ln
x1+x2
2
+1,即x2lnx2?x1lnx1x2ln
x1+x2
2
-x1ln
x1+x2
2
+x2-x1
x2ln
2x2
x1+x2
x1ln
2x1
x1+x2
+x2?x1

两边同除以x1得,
x2
x1
ln
2?
x2
x1
1+
x2
x1
<ln
2
1+
x2
x1
+
x2
x1
-1,
x2
x1
=t,则t>1,即证:tln
2t
1+t
<ln
2
1+t
+t-1,
令g(t)=tln
2t
1+t
?ln
2
1+t
-t+1,
g′(t)=ln
2t
1+t
+t?
1+t
2t
?
2
(1+t)2
+
1+t
2
?
2
(1+t)2
-1=ln
2t
1+t
+
1?t
1+t
=ln(1+
t?1
t+1
)-
t?1
t+1

t?1
t+1
=x
(x>0),h(x)=ln(1+x)-x,
h′(x)=
1
1+x
?1=
?x
1+x
<0,h(x)在(0,+∞)上单调递减,
∴h(x)<h(0)=0,即ln(1+x)<x,即g′(t)=ln(1+
t?1
t+1
)-
t?1
t+1
<0恒成立,
∴g(t)在(1,+∞)上是减函数,所以g(t)<g(1)=0,
∴tln
2t
1+t
<ln
2
1+t
+t-1得证,
kAB<f′(
x1+x2
2
)
成立.