已知函数 f(x)= mx x 2 +n (m,n∈R) 在x=1处取到极值2.(Ⅰ)求f(x)的解析式;(Ⅱ)设

2025-05-19 06:53:02
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回答1:

(Ⅰ) f′(x)=
m( x 2 +n)-2mx
(x+n) 2
=
m x 2 -2mx+mn
( x 2 +n) 2
(2分)
根据题意,f(x)=
mx
x 2 +n

f′(x)=-
mx 2 -mn
(x 2 + n) 2

由f(x)在x=1处取到极值2,故f′(1)=0,f(1)=2即
mn-m
(1+n) 2
=0
m
1+n
=2

解得m=4,n=1,经检验,此时f(x)在x=1处取得极值.故 f(x)=
4x
x 2 +1
(4分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)的定义域为R,且f(-x)=-f(x).故f(x)为奇函数.f(0)=0,x>0时,f(x)>0,f(x)=
4
x+
1
x
≤2.当且仅当x=1时取“=”.
故f(x)的值域为[-2,2].从而 f( x 1 )+
7
2
3
2
.依题意有 g(x ) 最小值
3
2
(7分)
函数 g(x)=lnx+
a
x
的定义域为(0,+∞), g (x)=
1
x
-
a
x 2
=
x-a
x 2
(8分)
①当a≤1时,g′(x)>0函数g(x)在[1,e]上单调递增,其最小值为 g(1)=a≤1<
3
2
合题意;
②当1<a<e时,函数g(x)在[1,a)上有g′(x)<0,单调递减,在(a,e]上有g′(x)>0,单调递增,所以函数g(x)最小值为f(a)=lna+1,由 lna+1≤
3
2
,得 0<a≤
e
.从而知 1<a≤
e
符合题意.
③当a≥e时,显然函数g(x)在[1,e]上单调递减,其最小值为 g(e)=1+
a
e
≥2>
3
2
,不合题意(11分)综上所述,a的取值范围为 a≤
e
(12分)