问题 解答题
已知函数f(x)=
ax
x2+b
在x=1处取得极值2.
(1)求函数f(x)的表达式;
(2)当m满足什么条件时,函数f(x)在区间(m,2m+1)上单调递增?
(3)若P(x0,y0)为f(x)=
ax
x2+b
图象上任意一点,直线l与f(x)=
ax
x2+b
的图象切于点P,求直线l的斜率k的取值范围.
答案

(1)因f/(x)=

a(x2+b)-ax(2x)
(x2+b)2

而函数f(x)=

ax
x2+b
在x=1处取得极值2,

所以

f/(1)=0
f(1)=2
a(1+b)-2a=0
a
1+b
=2
a=4
b=1

所以f(x)=

4x
1+x2

(2)由(1)知f/(x)=

4(x2+1)-8x2
(x2+1)2
=
-4(x-1)(x+1)
(1+x2)2

如图,f(x)的单调增区间是[-1,1],

所以,

m≥-1
2m+1≤1
m<2m+1
⇒-1<m≤0,

所以当m∈(-1,0]时,函数f(x)在区间(m,2m+1)上单调递增.

(3)由条件知,过f(x)的图形上一点P的切线l的斜率k为:k=f/(x0)=

4(1-x02)
(1+x02)2
=4×
-1-x02+2
(1+x02)2
=4[
2
(1+x02)2
-
1
1+x02
]

t=

1
1+x02
,则t∈(0,1],此时,k=8(t2-
1
2
t)=8(t-
1
4
)2-
1
2

根据二次函数k=8(t-

1
4
)2-
1
2
的图象性质知:

t=

1
4
时,kmin=-
1
2
,当t=1时,kmax=4

所以,直线l的斜率k的取值范围是[-

1
2
 , 4 ].

实验题
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