问题 解答题
已知函数f(x)=
ax
x2+b
,在x=1处取得极值为2.
(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)=
ax
x2+b
图象相切于点P(x0,y0),求直线l的斜率的取值范围.
答案

(Ⅰ)已知函数f(x)=

ax
x2+b
,∴f′(x)=
a(x2+b)-ax(2x)
(x2+b)2
.(2分)

又函数f(x)在x=1处取得极值2,

f′(1)=0
f(1)=2
a(1+b)-2a=0
a
1+b
=2
a=4
b=1
f(x)=
4x
x2+1
.(4分)

(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)=

4x
x2+1
的单调增区间为(-1,1).(6分)

因函数f(x)在(m,2m+1)上单调递增,则有

m≥-1
2m+1≤1
2m+1>m
解得-1<m≤0,

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)=

4-4x02
(x02+1)2
=4[
2
(x02+1)2
-
1
x02+1
](11分)

1
x02+1
=t,t∈(0,1),则直线l的斜率k=4(2t2-t)(t∈(0,1)

k∈[-

1
2
,4],即直线l的斜率k的取值范围是[-
1
2
,4]
(14分)

[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].

选择题
名词解释