解题思路:(Ⅰ)当a=4时,求导函数,利用导数的正负,可求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)分类讨论,确定函数g(x)在区间[t,t+1](t>0)上的单调性,即可求出函数的最小值;
(Ⅲ)由f'(x)=2g(x)可得-x2+ax-3=2xlnx,分离参数,求出函数的值域,即可求实数a的取值范围.
(Ⅰ)f'(x)=-x2+ax-3…(1分)
当a=4时,f'(x)=-x2+4x-3,令f'(x)>0得1
∴当a=4时,f(x)的单调增区间为(1,3),单调减区间为(-∞,1),(3,+∞).…(3分)
(Ⅱ)g'(x)=lnx+1,令g'(x)>0,得x>
1
e…(4分)
①当t≥
1
e时,在区间[t,t+1]上g'(x)>0,g(x)为增函数,
∴g(x)min=g(t)=tlnt…(5分)
②当0
1
e时,在区间[t,
1
e)上g'(x)<0,g(x)为减函数,…(6分)
在区间(
1
e,t+1]上g'(x)>0,g(x)为增函数,…(7分)
∴g(x)min=g(
1
e)=−
1
e…(8分)
(III) 由f'(x)=2g(x)可得-x2+ax-3=2xlnx
∴a=x+2lnx+
3
x,…(9分)
令h(x)=x+2lnx+
3
x,则h′(x)=1+
2
x−
3
x2=
(x+3)(x−1)
x2…(10分)
x (
1
e,1) 1 (1,e)
h'(x) - 0 +
h(x) 单调递减 极小值 单调递增…(12分)
h(
1
e)=
1
e+3e−2,h(1)=4,h(e)=e+2+
3
eh(e)−h(
1
e)=4−2e+
2
e<0…(13分)
∴实数a的取值范围为(4,e+2+
3
e]…(14分)
点评:
本题考点: 导数在最大值、最小值问题中的应用.
考点点评: 本题考查导数知识的综合运用,考查函数的最值,考查分类讨论的数学思想,考查分离参数法的运用,正确求导是关键.