已知函数f(x)=mxx2+n(m,n∈R)在x=1处取得极值2.(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;(Ⅱ)若函数f(x)在区

2025-05-05 18:46:16
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回答1:

(I)f′(x)=

m(x2+n)?mx?2x
(x2+n)2
=
?m(x2?n)
(x2+n)2

由题意得
f(1)=
?m(1?n)
(1+n)2
=0
f(1)=
m
1+n
=2
,解得
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)的减区是(-∞,-1),(1,+∞);增区间是(-1,1).
∵函数f(x)在区间(t,2t+1)上是单调函数,
t<?1
2t+1≤?1
t<2t+1
,或-1≤t<2t+1≤1,或
t≥1
2t+1>1
t<2t+1

解得-1<t≤0或t>1.
故实数t的取值范围是(-1,0]∪(1,+∞).
(Ⅲ)由(Ⅱ)知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).