问题 解答题
已知函数f(x)=x+
a
x
+b(x≠0)
,其中a,b∈R.
(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点P(2,f(2))处的切线方程为y=3x+1,求函数f(x)的解析式;
(Ⅱ)讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅲ)若对于任意的a∈[
1
2
,2]
,不等式f(x)≤10在[
1
4
,1]
上恒成立,求b的取值范围.
答案

(Ⅰ)f′(x)=1-

a
x2
,由导数的几何意义得f'(2)=3,于是a=-8.

由切点P(2,f(2))在直线y=3x+1上可得-2+b=7,解得b=9.

所以函数f(x)的解析式为f(x)=x-

8
x
+9.

(Ⅱ)f′(x)=1-

a
x2

当a≤0时,显然f'(x)>0(x≠0).这时f(x)在(-∞,0),(0,+∞)上内是增函数.

当a>0时,令f'(x)=0,解得x=±

a

当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:

所以f(x)在(-∞,-

a
),(
a
,+∞)
内是增函数,在(-
a
,0)
,(0,+∞)内是减函数.

(Ⅲ)由(Ⅱ)知,f(x)在[

1
4
,1]上的最大值为f(
1
4
)
与f(1)的较大者,对于任意的a∈[
1
2
,2]
,不等式f(x)≤10在[
1
4
,1]
上恒成立,当且仅当
f(
1
4
)≤10
f(1)≤10

b≤
39
4
-4a
b≤9-a
,对任意的a∈[
1
2
,2]
成立.

从而得b≤

7
4
,所以满足条件的b的取值范围是(-∞,
7
4
]

问答题
单项选择题