已知函数f(x)=−13x3+12ax2−3x,g(x)=xlnx

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  • 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.