问题 解答题
已知函数f(x)=
2ax+a2-1
x2+1
,其中a∈R.
(Ⅰ)当a=1时,求曲线y=f(x)在原点处的切线方程;
(Ⅱ)求f(x)的单调区间.
答案

(Ⅰ)当a=1时,f(x)=

2x
x2+1
f′(x)=-
2(x+1)(x-1)
(x2+1)2
.    …(2分)

∴f'(0)=2,

∵f(0)=0,

∴曲线y=f(x)在原点处的切线方程是2x-y=0.…(4分)

(Ⅱ)求导函数可得,f′(x)=-

2(x+a)(ax-1)
(x2+1)2
.                             …(6分)

当a=0时,f′(x)=

2x
(x2+1)2
,所以f(x)在(0,+∞)单调递增,在(-∞,0)单调递减.          …(7分)

当a≠0,f′(x)=-2a

(x+a)(x-
1
a
)
(x2+1)2

①当a>0时,令f'(x)=0,得x1=-a,x2=

1
a
,f(x)与f'(x)的情况如下:

x(-∞,x1x1(x1,x2x2(x2,+∞)
f'(x)-0+0-
f(x)f(x1f(x2
故f(x)的单调减区间是(-∞,-a),(
1
a
,+∞)
;单调增区间是(-a,
1
a
)
.…(10分)

②当a<0时,f(x)与f'(x)的情况如下:

x(-∞,x2x2(x2,x1x1(x1,+∞)
f'(x)+0-0+
f(x)f(x2f(x1
所以f(x)的单调增区间是(-∞,
1
a
)
;单调减区间是(-
1
a
,-a)
,(-a,+∞).…(13分)

综上,a>0时,f(x)在(-∞,-a),(

1
a
,+∞)单调递减;在(-a,
1
a
)
单调递增.a=0时,f(x)在(0,+∞)单调递增,在(-∞,0)单调递减;a<0时,f(x)在(-∞,
1
a
)
,(-a,+∞)单调递增;在(
1
a
,-a)
单调递减.

填空题
单项选择题