Question

已知函數(shù)f（x）=在x=1處取得極值2．
（1）求函數(shù)f（x）的解析式；
（2）實數(shù)m滿足什么條件時，函數(shù)f（x）在區(qū)間（m，2m+1）上單調遞增？
（3）是否存在這樣的實數(shù)m，同時滿足：①m≤1；②當x∈（-∞，m]時，f（x）≥m恒成立．若存在，請求出m的取值范圍；若不存在，說明理由．

Answer 1

解：（1）已知函數(shù)f（x）=，
∴．…（2分）
又函數(shù)f（x）在x=1處取得極值2，
∴，
即，
∴．…（4分）
（2）由．…（5分）

x	（-∞，-1）	-1	（-1，1）	1	（1，+∞）
f'（x）	-	0	+	0	-
f（x）	單調遞減	極小值-2	單調遞增	極大值2	單調遞減

所以的單調增區(qū)間為[-1，1]．…（7分）
若（m，2m+1）為函數(shù)f（x）的單調增區(qū)間，
則有，
解得-1＜m≤0．
即m∈（-1，0]時，（m，2m+1）為函數(shù)f（x）的單調增區(qū)間．…（9分）
（3）分兩種情況討論如下：
①當m≤-1時，由（2）得f（x）在（-∞，m]單調遞減，
要使f（x）≥m恒成立，
必須，…（10分）
因為m≤-1，

∴…（12分）
②當-1＜m＜1時，
由（2）得f（x）在（-∞，-1）單調遞減，在（-1，m]單調遞增，
要使f（x）≥m恒成立，
必須f（x）_min=f（-1）=-2≥m，
故此時不存在這樣的m值．
綜合①②得：滿足條件的m的取值范圍是． …（14分）
分析：（1）由f（x）=，知．由函數(shù)f（x）在x=1處取得極值2，得由此能求出．
（2）由．列表討論得到的單調增區(qū)間為[-1，1]．由此能求出函數(shù)f（x）在區(qū)間（m，2m+1）上單調遞增時實數(shù)m的條件．
（3）當m≤-1時，由（2）得f（x）在（-∞，m]單調遞減，要使f（x）≥m恒成立，必須；當-1＜m＜1時，由（2）得f（x）在（-∞，-1）單調遞減，在（-1，m]單調遞增，
要使f（x）≥m恒成立，必須f（x）_min=f（-1）=-2≥m．由此能求出滿足條件的m的取值范圍．
點評：本題考查函數(shù)解析式的求法，導數(shù)的應用，考查運算求解能力，推理論證能力；考查化歸與轉化思想．綜合性強，是高考的重點，對數(shù)學思維的要求比較高，要求學生理解“存在”、“恒成立”，以及運用一般與特殊的關系進行否定，本題有一定的探索性，難度大，易出錯．