已知函数f(x)=(x-a)lnx,a∈R.(Ⅰ)当a=0时,求函数f(x)的极小值;(Ⅱ)若函数f(x)在(0,+∞)上为增函数,求a的取值范围.

问题描述:

已知函数f(x)=(x-a)lnx,a∈R.
(Ⅰ)当a=0时,求函数f(x)的极小值;
(Ⅱ)若函数f(x)在(0,+∞)上为增函数,求a的取值范围.

(Ⅰ)定义域(0,+∞).
当a=0时,f(x)=xlnx,f'(x)=lnx+1.
令f'(x)=0,得x=

1
e

x∈(0,
1
e
)
时,f'(x)<0,f(x)为减函数;
x∈(
1
e
,+∞)
时,f'(x)>0,f(x)为增函数.
所以函数f(x)的极小值是f(
1
e
)=−
1
e
.                
(Ⅱ)由已知得f′(x)=lnx+
x−a
x

因为函数f(x)在(0,+∞)是增函数,
所以f'(x)≥0,对x∈(0,+∞)恒成立.
由f'(x)≥0得lnx+
x−a
x
≥0
,即xlnx+x≥a对x∈(0,+∞)恒成立.
设g(x)=xlnx+x,要使“xlnx+x≥a对x∈(0,+∞)恒成立”,只要a≤g(x)min
因为g'(x)=lnx+2,令g'(x)=0得x=
1
e2

x∈(0,
1
e2
)
时,g'(x)<0,g(x)为减函数;
x∈(
1
e2
,+∞)
时,g'(x)>0,g(x)为增函数.
所以g(x)在(0,+∞)上的最小值是g(
1
e2
)=−
1
e2

故函数f(x)在(0,+∞)是增函数时,实数a的取值范围是(−∞,−
1
e2
]

答案解析:(Ⅰ)当a=0时,可得函数f(x)的解析式,求导数,令导数为0,解出x的值,利用导函数值的正负来求其单调区间,进而求得其极小值;
(Ⅱ)求导函数,由于函数f(x)在(0,+∞)上为增函数,转化为f'(x)≥0,对x∈(0,+∞)恒成立,分离参数,利用导数求g(x)=xlnx+x的最小值,即可求实数a的取值范围.
考试点:利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性.
知识点:本题主要考查利用导数研究函数的极值以及函数的单调性,利用导数研究函数的单调性,求解函数的单调区间、极值、最值问题,是函数这一章最基本的知识,也是教学中的重点和难点,学生应熟练掌握.