问题 解答题
已知函数f(x)=
2ax-a2+1
x2+1
(x∈R),其中a∈R.
(Ⅰ)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;
(Ⅱ)当a≠0时,求函数f(x)的单调区间与极值.
答案

(I)当a=1时,f(x)=

2x
x2+1
,f(2)=
4
5

f′(x)=

2(x2+1)-2x.2x
(x2+1)2
=
2-2x2
(x2+1)2
,f′(2)=-
6
25

所以,曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为y-

4
5
=-
6
25
(x-2),即6x+25y-32=0.

(II)f′(x)=

2a(x2+1)-2x(2ax-a2+1)
(x2+1)2
=
-2(x-a)(ax+1)
(x2+1)2

由于a≠0,以下分两种情况讨论.

(1)当a>0时,令f'(x)=0,得到x1=-

1
a
x2=a.当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:

所以f(x)在区间(-∞,-

1
a
),(a,+∞)内为减函数,在区间(-
1
a
,a)
内为增函数.

函数f(x)在x1=-

1
a
处取得极小值f(-
1
a
)
,且f(-
1
a
)=-a2

函数f(x)在x2=a处取得极大值f(a),且f(a)=1.

(2)当a<0时,令f'(x)=0,得到x1=a,x2=-

1
a
.当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:

所以f(x)在区间(-∞,a),(-

1
a
,+∞)内为增函数,在区间(a,-
1
a
)
内为减函数.

函数f(x)在x1=a处取得极大值f(a),且f(a)=1.

函数f(x)在x2=-

1
a
处取得极小值f(-
1
a
)
,且f(-
1
a
)=-a2

判断题
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