问题 解答题
已知函数f(x)=
mx
x2+n
(m,n∈R)在x=1处取得极值2.
(I)求f(x)的解析式;
(II)设函数g(x)=x2-2ax+a,若对于任意的x1∈R,总存在x2∈[-1,1],使得g(x2)≤f(x1),求实数a的取值范围.
答案

(I)f′(x)=

m(x2+n)-mx•2x
(x2+n)2
=
-m(x2-n)
(x2+n)2

由题意可得

f′(1)=0
f(1)=2

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

m=4
n=1

∴f(x)=

4x
x2+1

(II)f′(x)=

-4(x2-1)
(x2+1)2
,令f'(x)=0,得x=-1或x=1

当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:

x(-∞,-1)-1(-1,1)1(1,+∞)
f'(x)-0+0-
f(x)单调递减极小值单调递增极大值单调递减
∴f(x)在x=-1处取得极小值f(-1)=-2,在x=1处取得极大值f(1)=2

又∵x>0时,f(x)>0,∴f(x)的最小值为-2(10分)∵对于任意的x1∈R,总存在x2∈[-1,1],使得g(x2)≤f(x1)∴当x∈[-1,1]时,g(x)最小值不大于-2

又g(x)=x2-2ax+a=(x-a)2+a-a2

当a≤-1时,g(x)的最小值为g(-1)=1+3a,由1+3a≤-2

得a≤-1(11分)

当a≥1时,g(x)最小值为g(1)=1-a,由1-a≤-2,得a≥3

当-1<a<1时,g(x)的最小值为g(a)=a-a2

由a-a2≤-2,得a≤-1或a≥2,又-1<a<1,

所以此时a不存在.(12分)

综上,a的取值范围是(-∞,-1]∪[3,+∞)(13分).

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