问题 解答题
已知f(x)=
2x-a
x2+2
(x∈R)
(1)当a=1时,求曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;
(2)若f(x)在区间[-1,1]上是增函数,求实数a的取值范围A;
(3)在(2)的条件下,设关于x的方程f(x)=
1
x
的两个根为x1、x2,若对任意a∈A,t∈[-1,1],不等式m2+tm+1≥|x1-x2|恒成立,求m的取值范围.
答案

(1)∵f(x)=

2x-a
x2+2
(x∈R),

∴a=1时,f(x)=

2x-1
x2+2

f=

-2(x2-x-2)
(x2+2)2
 

∴f′(2)=0,f(2)=

4-1
4+2
=
1
2

∴过(2,f(2))切线方程为y=

1
2

(2)∵f(x)=

2x-a
x2+2
(x∈R),

f(x)=

4+2ax-2x2
(x2+2)2
=
-2(x2-ax-2)
(x2+2)2

∵f(x)在区间[-1,1]上是增函数,

∴f′(x)≥0对x∈[-1,1]恒成立,

即x2-ax-2≤0对x∈[-1,1]恒成立.

设g(x)=x2-ax-2,则问题等价于

g(1)=1-a-2≤0
g(-1)=1+a-2≤0
,解得-1≤≤1.

∴A=[-1,1].

(3)由

2x-a
x2+2
=
1
x
,得x2-ax-2=0,

∵△=a2+8>0,

∴x1,x2是方程x2-ax-2=0的两个非零实数根,

∴x1+x2=a,x1x2=-2,

从而|x1-x2|=

a2+8
≤3,

∴不等式m2+tm+1≥|x1-x2|对任意x∈A及t∈[-1,1]恒成立.

∴m2+tm+1≥3对任意t∈[-1,1]恒成立,

∴m2+tm-2≥0对任意t∈[-1,1]恒成立,

设g(t)=m2+tm-2=mt+(m2-2),则问题等价于:

g(-1)=m2-m-2>0
g(1)=m2+m-2≥0

解得m≤-2,或m≥2.

∴m的取值范围是(-∞,-2]∪[2,+∞).

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