f(x)=xeˣ, g(x)=xlnx
12. 已知函数 $f(x)=xe^{x}$,$g(x)=x\ln x$,则下列说法正确的是
A. 函数 $f(x)$ 与函数 $g(x)$ 有相同的极小值
B. 若方程 $f(x)=a$ 有唯一实根,则 $a$ 的取值范围为 $a\ge 0$
C. 若方程 $g(x)=a$ 有两个不同的实根 $x_{1}$,$x_{2}$,则 $x_{1}x_{2}>a^{2}$
D. 当 $x>0$ 时,若 $f(x_{1})=g(x_{2})=t$,则 $x_{1}x_{2}=t$ 成立
解析:
对于选项 A:$f'(x)=e^{x}(x+1)$,$x>-1$ 时 $f(x)$ 单增,$x<-1$ 时 $f(x)$ 单减,
$\therefore f(x)_{\min}=f(-1)=-\dfrac{1}{e}$;
$g'(x)=1+\ln x$,$0<x<\dfrac{1}{e}$ 时单减,$x>\dfrac{1}{e}$ 时单增,
$\therefore g(x)_{\min}=g\left(\dfrac{1}{e}\right)=-\dfrac{1}{e}$。选项 A 正确。
对于选项 B:由上面运算可知 $a\ge 0$ 或 $a=-\dfrac{1}{e}$。选项 B 错误。
对于选项 C:易知 $0<x_{1}<\dfrac{1}{e}<x_{2}$,
$x_{1}\ln x_{1}=x_{2}\ln x_{2}=a$,
$\therefore \ln x_{1}=\dfrac{a}{x_{1}}$,$\ln x_{2}=\dfrac{a}{x_{2}}$,
$\therefore \ln\dfrac{x_{1}}{x_{2}}=a\cdot\dfrac{x_{2}-x_{1}}{x_{1}x_{2}}$,$a=\dfrac{x_{1}x_{2}\ln\dfrac{x_{1}}{x_{2}}}{x_{2}-x_{1}}$。
若 $x_{1}x_{2}>a^{2}$,则 $x_{1}x_{2}>\left(\dfrac{x_{1}x_{2}\ln\dfrac{x_{1}}{x_{2}}}{x_{2}-x_{1}}\right)^{2}$,
$\therefore \left(\ln\dfrac{x_{1}}{x_{2}}\right)^{2}<\dfrac{(x_{2}-x_{1})^{2}}{x_{1}x_{2}}$。
设 $t=\dfrac{x_{1}}{x_{2}}\in(0,1)$,则 $\ln^{2}t<t+\dfrac{1}{t}-2$。
设 $h(t)=\ln^{2}t-t-\dfrac{1}{t}+2$,则 $h'(t)=\dfrac{2\ln t-t+\dfrac{1}{t}}{t}$;
设 $m(t)=2\ln t-t+\dfrac{1}{t}$,则 $m'(t)=\dfrac{-(t-1)^{2}}{t^{2}}<0$,
$\because m(1)=0$,
$\therefore m(t)>0$,
$\therefore h'(t)>0$,
$\because h(1)=0$,
$\therefore h(t)<0$,
$\therefore x_{1}x_{2}>a^{2}$。选项 C 正确。
对于选项 D:由函数图像易知 $e^{x_{1}}>1$,$x_{2}>1$,
$x_{1}e^{x_{1}}=e^{x_{1}}\ln e^{x_{1}}=x_{2}\ln x_{2}=t$,
$\therefore g\left(e^{x_{1}}\right)=g(x_{2})$,
$\therefore x_{2}=e^{x_{1}}$,
$\therefore x_{1}x_{2}=x_{1}e^{x_{1}}=t$。选项 D 正确。
(综上,正确选项为 ACD。)