已知函数f(x)=x2+2x+alnx.
(1)求函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)若函数f(x)在区间(0,2]上恒为单调函数,求实数a的取值范围;
(3)当t≥1时,不等式f(3t-2)≥3f(t)-6恒成立,求实数a的取值范围.
(1)由题意得,f′(x)=2x+2+
,a x
∴f′(1)=4+a,且f(1)=3,
∴过点(1,f(1))的切线方程为y-3=(4+a)(x-1),
即(4+a)x-y-a-1=0,
(2)由f(x)在区间(0,2]上恒为单调函数得,
当f(x)在区间(0,2]上恒为单调增时,
∴f′(x)=2x+2+
≥0在(0,2]恒成立,a x
即2x2+2x+a≥0,∴-a≤2x2+2x,
∵2x2+2x在(0,2]上最小值为0,
∴-a≤0,即a≥0,
当f(x)在区间(0,2]上恒为单调减时,
∴f′(x)=2x+2+
≤0在(0,2]恒成立,a x
即2x2+2x+a≤0,∴-a≥2x2+2x,
∵2x2+2x在(0,2]上最小值为12,
∴-a≥12,即a≤-12.
综上得,实数a的取值范围是a≥0或a≤-12.
(3)由题意令:h(t)=f(3t-2)-[3f(t)-6](t≥1),
又∵h′(t)=3[f′(3t-2)-f′(t)]=6(t-1)[2-
](t≥1),a t(3t-2)
∵t≥1,∴t(3t-2)≥1.
1°当a≤2时,2-
≥0,h′(t)≥0(等号不恒成立),a t(3t-2)
∴h(t)在[1,+∞)上为增函数,
且h(1)=f(1)-[3f(1)-6]=3-3=0,
则h(t)≥h(1)对任意的t∈[1,+∞)恒成立.
2°当a>2时,
h′(t)=
=6(t-1)(6t2-4t-a) t(3t-2)
,36(t-1)(t-
)(t-1- 1+9a 3
)1+ 1+9a 3 t(3t-2)
∵
<1<1- 1+9a 3
,1+ 1+9a 3
∴当t∈(1,
)时,h′(t)<0,1+ 1+9a 3
h(t)在(1,
)上为减函数,1+ 1+9a 3
则h(t)<h(1)=0,不合题意,舍去.
综上所述,实数a的取值范围为(-∞,2].