已知函数f(x)=2x2+3(a2+a)lnx-8ax (Ⅰ)若x=3是f(x)的一个极值点求a的值; (Ⅱ)若函数f(x)在其导函数f(x)′的单调区间上也是单调的,求a的取值范围.
问题描述:
已知函数f(x)=2x2+3(a2+a)lnx-8ax
(Ⅰ)若x=3是f(x)的一个极值点求a的值;
(Ⅱ)若函数f(x)在其导函数f(x)′的单调区间上也是单调的,求a的取值范围.
答
(Ⅰ)f′(x)=4x+
-8a=3(a2+a) x
4x2-8ax+3(a2+a) x
=
,4(x-a)2-a2+3a x
∵x=3是f(x)的一个极值,
∴f′(3)=4(3-a)2-a2+3a=0,
解得,a=4或a=3;
而当a=3时,f′(x)≥0,故不成立,
当a=4时,满足条件,
故a=4.
(II)f′(x)=4x+
-8a=3(a2+a) x
4x2-8ax+3(a2+a) x
设g(x)=4x2-8ax+3(a2+a),△=16(a2-3a),
设g(x)=0的两根为x1,x2,(x1<x2),
(1)当△≤0,即0≤a≤3时,
∴f(x)单调递增,满足题意;
(2)当△>0,即a<0或a>3时,
①若x1<0<x2,则
(a2+a)<0,即-1<a<0,3 4
此时,f(x)在(0,x2)上单调递减,
在(x2,+∞)上单调递增,
而f′(x)在(0,+∞)上单调递增,
故不满足题意,
②若x1<x2≤0,则
,
2a<0
(a2+a)≥03 4
解得a≤-1,
此时,f(x)在(0,+∞)上单调递增,满足题意;
③若0<x1<x2,则
,
2a>0
(a2+a)>03 4
则a>0,
此时,f(x)在(0,x1)上单调递增,在(x1,x2)上单调递减,在(x2,+∞)上单调递增,不满足题意;
综上所述,a的取值范围为(-∞,-1]∪[0,3].