问题 解答题
已知函数f(x)=
mx
x2+n
(m,n∈R)
在x=1处取到极值2
(Ⅰ)求f(x)的解析式;
(Ⅱ)设函数g(x)=ax-lnx.若对任意的x1∈[
1
2
,2]
,总存在唯一的x2∈[
1
e2
1
e
]
,使得g(x2)=f(x1),求实数a的取值范围.
答案

(Ⅰ)f′(x)=

m(x2+n)-2mx2
(x2+n)2
=
m(n-x2)
(x2+n)2

f(x)在x=1处取到极值2,故f′(1)=0,f(1)=2即

mn-m
(1+n)2
=0
m
1+n
=2

解得m=4,n=1,经检验,此时f(x)在x=1处取得极值.故f(x)=

4x
x2+1

(Ⅱ)由(Ⅰ)知f′(x)=

4(1-x)(1+x)
(x2+1)2
,故f(x)在(
1
2
,1)
上单调递增,在(1,2)上单调递减,由f(1)=2,f(2)=f(
1
2
)=
8
5
,故f(x)的值域为[
8
5
,2]

依题意g′(x)=a-

1
x
=
a(x-
1
a
)
x
,记M=[
1
e2
1
e
]
,∵x∈M∴e≤
1
x
e2

(ⅰ)当a≤e时,g'(x)≤0,g(x),依题意由

g(
1
e
)≤
8
5
g(
1
e2
)≥2
0≤a≤
3
5
e

故此时0≤a≤

3
5
e

(ⅱ)当e<a≤e2时,

1
e
1
a
1
e2
x∈(
1
e2
1
a
)
时,g′(x)<0,当x∈(
1
a
1
e
)
时,g′(x)>0.依题意由g(
1
a
)≤
8
5
,得1-ln
1
a
8
5
,即a≤e
3
5
.与a>e矛盾

(ⅲ)当a>e2时,

1
a
1
e2
,此时g′(x)>0,g(x).依题意得
a>e2
g(
1
e
)≥2
g(
1
e2
8
5
a>e2
a
e
+1≥2
a
e2
+2≤
8
5
此不等式组无解综上,所求a取值范围为0≤a≤
3
5
e

选择题
名词解释