题目内容

已知函数f(x)=2lnx-x+
1
x
+2f′(1)x2
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若f(x)>ax对x∈(1,e)恒成立,求实数a的取值范围.
考点:利用导数求闭区间上函数的最值,导数的运算
专题:计算题,导数的概念及应用
分析:(1)根据题意,对f(x)求导,可得f′(x)=
2
x
-1-
1
x2
+4f′(1)x,令x=1可得f′(1)的值,进而可得f′(x)的解析式,令f′(x)≤0,解可得函数f(x)的单调递减区间;
(2)由(1)可得f(x)的表达式,则可将f(x)>ax变形为a<
2lnx
x
+
1
x2
-1,取g(x)=
2lnx
x
+
1
x2
-1,求导可得则g′(x)=
2x-xlnx-2
x3
,令h(x)=2x-xlnx-2,求导分析可得h(x)的单调区间与最小值,进而可得g′(x)>0,可得g(x)的单调性与最小值,结合a<
2lnx
x
+
1
x2
-1可得a的取值范围.
解答: 解:(1)函数f(x)=2lnx-x+
1
x
+2f′(1)x2,有x>0,
则f′(x)=
2
x
-1-
1
x2
+4f′(1)x,
令x=1可得,f′(1)=4f′(1),则f′(1)=0;
故f′(x)=
2
x
-1-
1
x2
=-(
x-1
x
2≤0,
故函数f(x)的单调递减区间为(0,+∞),
(2)由(1)可得,f(x)=2lnx-x+
1
x

若f(x)>ax对x∈(1,e)恒成立,即a<
2lnx
x
+
1
x2
-1在(1,e)恒成立,
取g(x)=
2lnx
x
+
1
x2
-1,则g′(x)=
2-lnx
x2
-
2
x3
=
2x-xlnx-2
x3

令h(x)=2x-xlnx-2,则h′(x)=1-lnx,
又由1<x<e,则h′(x)=1-lnx>0,即h(x)在(1,e)为增函数,
故h(x)>h(1)=0,
则g′(x)=
2x-xlnx-2
x3
>0,即g(x)在(1,e)为增函数,
故g(x)>g(1)=0,
若a<
2lnx
x
+
1
x2
-1在(1,e)恒成立,
则必有a≤0.
点评:本题考查函数的导数的计算以及应用,注意首先要分析函数的定义域,其次注意正确求出f(1)的值,从而得到f(x)的解析式.
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