已知函数f(x)=ax2﹣4ln(x﹣1).
(Ⅰ)当a=1时,求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若对一切x∈[2,e+1],f(x)≤4恒成立,求实数a的取值范围.
已知函数f(x)=ax2﹣4ln(x﹣1).
(Ⅰ)当a=1时,求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若对一切x∈[2,e+1],f(x)≤4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;利用导数研究函数的单调性.
专题: 导数的综合应用.
分析: (I)当a=1时,f(x)=x2﹣4ln(x﹣1)(x>1),f′(x)=,分别解出f′(x)>0,f′(x)<0,即可得出单调区间;
(II)对一切x∈[2,e+1],f(x)≤4恒成立⇔a≤,x∈[2,e+1].令u(x)=
,x∈[2,e+1],利用导数研究其单调性极值与最值,即可得出.
解答: 解:(I)当a=1时,f(x)=x2﹣4ln(x﹣1)(x>1),f′(x)=2x﹣=
,
当x>2时,f′(x)>0,此时函数f(x)单调递增;当1<x<2时,f′(x)<0,此时函数f(x)单调递减.
∴函数f(x)单调递增区间是(2,+∞);函数f(x)单调递减区间是(1,2).
(II)对一切x∈[2,e+1],f(x)≤4恒成立⇔a≤,x∈[2,e+1].
令u(x)=,x∈[2,e+1],
u′(x)==
,
令v(x)=4x﹣8﹣8ln(x﹣1),x∈[2,e+1],
v′(x)=4﹣=
,
当x∈[2,3)时,v′(x)<0,此时函数v(x)单调递减;当x∈(3,e+1]时,v′(x)>0,此时函数v(x)单调递增.
而v(2)=0,v(e+1)=4(e+1)﹣8﹣8=4(e﹣3)<0,
∴u′(x)≤0(只有x=2时取等号),
∴函数u(x)单调递减,
∴当x=e+1时,函数u(x)取得极小值即最小值,u(e+1)=.
∴a,即为a的取值范围.