问题
解答题
已知函数f(x)=
(Ⅰ)求函数f(x)的解析式; (Ⅱ)若函数f(x)在区间(m,2m+1)上为增函数,求实数m的取值范围; (Ⅲ)若直线l与f(x)=
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答案
(Ⅰ)已知函数f(x)=
,∴f′(x)=ax x2+b
.(2分)a(x2+b)-ax(2x) (x2+b)2
又函数f(x)在x=1处取得极值2,
∴
即f′(1)=0 f(1)=2
⇒a(1+b)-2a=0
=2a 1+b
∴f(x)=a=4 b=1
.(4分)4x x2+1
(Ⅱ)∵f′(x)=
=4(x2+1)-4x(2x) (x2+1)2
.4-4x2 (x2+1)2
由f′(x)>0,得4-4x2>0,即-1<x<1,
所以f(x)=
的单调增区间为(-1,1).(6分)4x x2+1
因函数f(x)在(m,2m+1)上单调递增,则有
解得-1<m≤0,m≥-1 2m+1≤1 2m+1>m
即m∈(-1,0]时,函数f(x)在(m,2m+1)上为增函数.(9分)
(Ⅲ)∵f′(x)=
,4-4x2 (x2+1)2
∴直线l的斜率为k=f′(x0)=
=4[4-4x02 (x02+1)2
-2 (x02+1)2
](11分)1 x02+1
令
=t,t∈(0,1),则直线l的斜率k=4(2t2-t)(t∈(0,1)1 x02+1
∴k∈[-
,4],即直线l的斜率k的取值范围是[-1 2
,4](14分)1 2
[或者由k=f(x0)转化为关于x02的方程,根据该方程有非负根求解].