问题 解答题
已知f(x)=
2x-a
x2+2
(x∈R)
在区间[-1,1]上是增函数.
(1)求实数a的值所组成的集合A;
(2)设关于x的方程f(x)=
1
x
的两个根为x1、x2,若对任意x∈A及t∈[-1,1],不等式m2+tm+1≥|x1-x2|恒成立,求m的取值范围.
答案

(1)∵f′(x)=

4+2ax-2x2
(x2+2)2
=
-2(x2-ax-2)
(x2+2)2

∵f(x)在区间[-1,1]上是增函数,

∴f′(x)≥0对x∈[-1,1]恒成立,

即x2-ax-2≤0对x∈[-1,1]恒成立.

设φ(x)=x2-ax-2,则问题等价于

φ(1)=1-a-2≤0
φ(-1)=1+a-2≤0
⇔-1≤a≤1,

∴A=[-1,1].

(2)由

2x-a
x2+2
=
1
x
,得x2-ax-2=0,△=a2+8>0,

∴x1,x2是方程x2-ax-2=0的两非零实根,

∴x1+x2=a,x1x2=-2,从而|x1-x2|=

(x1+x2)2-4x1x2 
=
a2+8

∵-1≤a≤1,

∴|x1-x2|=

a2+8
≤3.

∴不等式m2+tm+1≥|x1-x2|对任意x∈A及t∈[-1,1]恒成立

⇔m2+tm+1≥3对任意t∈[-1,1]恒成立

⇔m2+tm-2≥0≥0对任意t∈[-1,1]恒成立.

设g(t)=m2+tm-2=mt+(m2-2),则问题又等价于

g(-1)=m2-m-2≥0
g(1)=m2+m-2≥0
⇔m≤-2,

∴m≥2,即m的取值范围是(-∞,-2]∪[2,+∞).

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