【題目】已知函數(shù)f(x)= ax2﹣(2a+1)x+2lnx(a∈R). (Ⅰ)若曲線y=f(x)在x=1和x=3處的切線互相平行,求a的值;
(Ⅱ)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅲ)設(shè)g(x)=x2﹣2x,若對任意x1∈(0,2],均存在x2∈(0,2],使得f(x1)<g(x2),求a的取值范圍.

【答案】解:(Ⅰ)∵函數(shù) , ∴ (x>0).
∵曲線y=f(x)在x=1和x=3處的切線互相平行,
∴f'(1)=f'(3),
,
解得
(Ⅱ) (x>0).
①當(dāng)a≤0時,x>0,ax﹣1<0,
在區(qū)間(0,2)上,f'(x)>0;
在區(qū)間(2,+∞)上f'(x)<0,
故f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是(0,2),
單調(diào)遞減區(qū)間是(2,+∞).
②當(dāng) 時, ,
在區(qū)間(0,2)和 上,f'(x)>0;
在區(qū)間 上f'(x)<0,
故f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是(0,2)和 ,單調(diào)遞減區(qū)間是
③當(dāng) 時, ,故f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是(0,+∞).
④當(dāng) 時, ,在區(qū)間 和(2,+∞)上,f'(x)>0;
在區(qū)間 上f'(x)<0,
故f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是 和(2,+∞),單調(diào)遞減區(qū)間是
(Ⅲ)由已知,在(0,2]上有f(x)max<g(x)max
由已知,g(x)max=0,由(Ⅱ)可知,
①當(dāng) 時,f(x)在(0,2]上單調(diào)遞增,
故f(x)max=f(2)=2a﹣2(2a+1)+2ln2=﹣2a﹣2+2ln2,
所以,﹣2a﹣2+2ln2<0,解得a>ln2﹣1,

②當(dāng) 時,f(x)在 上單調(diào)遞增,
上單調(diào)遞減,

可知 ,
2lna>﹣2,﹣2lna<2,
所以,﹣2﹣2lna<0,f(x)max<0,
綜上所述,a>ln2﹣1.
【解析】(Ⅰ)由函數(shù) ,知 (x>0).由曲線y=f(x)在x=1和x=3處的切線互相平行,能求出a的值.(Ⅱ) (x>0).根據(jù)a的取值范圍進行分類討論能求出f(x)的單調(diào)區(qū)間.(Ⅲ)對任意x1∈(0,2],均存在x2∈(0,2],使得f(x1)<g(x2),等價于在(0,2]上有f(x)max<g(x)max . 由此能求出a的取值范圍.

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