已知函数f(x)=(2x2-4ax)lnx+x2(a>0).
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)对∀x∈[1,+∞),不等式(2x-4a)lnx>-x恒成立,求a的取值范围.
(1)f′(x)=
(2x2-4ax)+lnx(4x-4a)+2x1 x
=4x-4a+lnx(4x-4a)=4(x-a)(lnx+1),(x>0).
①若0<a<
,当x∈(0,a),x∈(1 e
,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(a,1 e
)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,1 e
所以f(x)的单调递增区间是(0,a),(
,+∞);单调递减区间是(a,1 e
).1 e
②若a=
,f′(x)≥0,f(x)在(0,+∞)上单调递增.1 e
③若a>
,当x∈(0,1 e
),x∈(a,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(1 e
,a)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,1 e
所以f(x)的单调递增区间是(0,
),(a,+∞);单调递减区间是(1 e
,a).1 e
(2)因为x≥1,所以由(2x-4a)lnx>-x,得
(2x2-4ax)lnx+x2>0,即函数f(x)>0对x≥1恒成立,
由(Ⅰ)可知,当0<a≤
时,f(x)在,[1,+∞)上单调递增,则f(x)min=f(1)>0,成立,故0<a≤1 e
.1 e
当
<a≤1,则f(x)在[1,+∞)上单调递增,f(x)min=f(1)=1>0恒成立,符合要求.1 e
当a>1时,f(x)在(1,a)上单调递减,(a,+∞)上单调递增,则
f(x)min=f(a)>0,即(2a2-4a2)lna+a2>0,1<a<
.e
综上所述,0<a<
.e