已知函数f(x)=4lnx-ax+(a≥0)
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)当a≥1时,设g(x)=2ex-4x+2a,若存在x1,x2∈[,2],使f(x1)>g(x2),求实数a的取值范围.(e为自然对数的底数,e=2.71828…)
网友回答
解:(Ⅰ)f(x)的定义域为(0,+∞).
f′(x)=,(x>0),令h(x)=-ax2+4x-(a+3),
(1)当a=0时,h(x)=4x-3,令h(x)>0,得x,此时f′(x)>0;令h(x)<0,得0<x,此时f′(x)<0,∴f(x)的减区间为(0,],增区间为[);
(2)当a>0时,△=42-4(-a)[-(a+3)]=-4(a-1)(a+4),
①若a≥1,则△≤0,∴h(x)≤0,f′(x)≤0,∴f(x)在区间(0,+∞)上单调递减.
②若0<a<1,则△>0,,∴,,
当x∈(0,x1)时,h(x)<0,f′(x)<0,f(x)单调递减,当x∈(x1,x2)时,h(x)>0,f′(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈(x2,+∞)时,h(x)<0,f′(x)<0,f(x)单调递减.
综上,当a=0时,f(x)的减区间为(0,],增区间为[,+∞).
当0<a<1时,f(x)的减区间为(0,),(,+∞);增区间为(,).
当a≥1时,f(x)的减区间为(0,+∞).
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,当a≥1时,f(x)在[,2]上单调递减,∴f(x)在[,2]上的最大值为f()=-4ln2+,
g′(x)=2ex-4,令g′(x)=0,得x=ln2.当x∈[,ln2)时,g′(x)<0,∴g(x)单调递减,x∈(ln2,2]时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
∴g(x)在[,2]上的最小值为g(ln2)=4-4ln2+2a,
由题意可知-4ln2++6>4-4ln2+2a,解得a<4,又a≥1,
所以实数a的取值范围为[1,4).
解析分析:(Ⅰ)先求函数f(x)的定义域、f′(x),然后解关于x的不等式f′(x)>0,f′(x)<0即可.(Ⅱ)存在x1,x2∈[,2],使f(x1)>g(x2)可转化为在[,2]上f(x)的最大值大于g(x)的最小值,进而转化为求f(x)、g(x)在[,2]上的最大值、最小值问题.
点评:本题考查了利用导数研究函数的单调性、求函数的最值问题.本题运用了分类讨论思想、转化思想.