解题思路:(1)将a=0代入后对函数f(x)进行求导,根据导函数的正负判断函数的单调性和极值从而可求出最值.
(2)对函数f(x)进行求导可得到
f′(x)=
4−2ax−4
x
2
(
x
2
+1)
2
,分母(x2+1)2>0恒成立,令g(x)=4-2ax-4x2则与x轴必有两个交点,再根据函数单调性可确定f(x)的最小值应在端点取得,最大值在x=x1处取得,然后对两个端点进行讨论即可确定答案.
(3)当
f′(2)=−
12
25
时可求出a的值,根据
f(2)=f(
1
2
)=
8
5
,再由函数的单调性可解题.
(1)当a=0时,f′(x)=
4−4x2
(x2+1)2,于是有
又f(-1)=-2,f(1)=2,且x>0时,f(x)>0;x<0时,f(x)<0;
所以f(x)在(-∞,+∞)上有最大值是f(1)=2;有最小值是f(-1)=-2.
(2)因为f′(x)=
4−2ax−4x2
(x2+1)2,而(x2+1)2>0恒成立,
考察函数g(x)=4-2ax-4x2与x轴必有两个交点设为(x1,0)、(x2,0)且x1x2<0,不妨设x1>0,当2>x1>0时有
所以f(x)在[0,2]上最小值应在端点取得,最大值在x=x1处取得,
当f(0)=
12
5时,a=
12
5,此时f(2)=
52
25<
12
5不合题意;
当f(2)=
12
5时,a=4,此时f(0)=4>
12
5符合题意,
所以a=4代入g(x)=4-2ax-4x2可解得x1=
2−1,符合2>x1>0.
从而得到f(x)在[0,2]上的最大值为2
2+2.
当x1≥2时,f(x)在[0,2]上单调递增,
所以f(0)=
12
5,a=
12
5,
代入g(x)=4-2ax-4x2解得x1=
34−3
5<2不合x1≥2.舍去,
综上f(x)在[0,2]的最大值为2
点评:
本题考点: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.
考点点评: 本题主要考查函数的单调性与其导函数的正负之间的关系、利用导数求函数的最值、根据单调性解不等式等问题.考查学生的综合运用能力.