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已知函数f(x)=(2x2-4ax)lnx+x2.的单调区间,.不等式lnx>-x恒成立.求a的取值范围.

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 16:29:40分类:高中数学题库

已知函数f(x)=(2x2-4ax)lnx+x2(a>0).
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)对?x∈[1,+∞),不等式(2x-4a)lnx>-x恒成立,求a的取值范围.在线课程解:(1)f′(x)=
=4x-4a+lnx(4x-4a)=4(x-a)(lnx+1),(x>0).
①若0<a<,当x∈(0,a),x∈(,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(a,)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
所以f(x)的单调递增区间是(0,a),(,+∞);单调递减区间是(a,).
②若a=,f′(x)≥0,f(x)在(0,+∞)上单调递增.
③若a>,当x∈(0,),x∈(a,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(,a)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
所以f(x)的单调递增区间是(0,),(a,+∞);单调递减区间是(,a).
(2)因为x≥1,所以由(2x-4a)lnx>-x,得
(2x2-4ax)lnx+x2>0,即函数f(x)>0对x≥1恒成立,
由(Ⅰ)可知,当0<a≤时,f(x)在,[1,+∞)上单调递增,则f(x)min=f(1)>0,成立,故0<a≤
<a≤1,则f(x)在[1,+∞)上单调递增,f(x)min=f(1)=1>0恒成立,符合要求.
当a>1时,f(x)在(1,a)上单调递减,(a,+∞)上单调递增,则
f(x)min=f(a)>0,即(2a2-4a2)lna+a2>0,1<a<
综上所述,0<a<
分析:(1)求出f′(x),解不等式f′(x)>0,f′(x)<0,注意对a进行讨论;
(2)对?x∈[1,+∞),不等式(2x-4a)lnx>-x恒成立,可得(2x2-4ax)lnx+x2>0,即f(x)>0恒成立,转化为f(x)min>0,借助(1)问结论可求.
点评:本题考查应用导数研究函数单调性、最值问题,导数是研究函数单调性、最值问题的有力工具.