解题思路:(Ⅰ)求导函数可得
f′(x)=
2
e
x
(1+a
x
2
−2ax)
(1+
ax
2
)
2
,函数f(x)有极值,需方程1+ax2-2ax=0在x∈R上有两个不等实根,从而可求实数a的取值范围;
(Ⅱ)f(x)-
2
x
2
−mx+2
1+
x
2
=
2
e
x
−2
x
2
+mx−2
1+
x
2
,设h(x)=2ex-2x2+mx-2,证明h(x)在(0,+∞)上单调递增,即可证得结论.
(Ⅰ)由f(x)=
2ex
1+ax2,可得f′(x)=
2ex(1+ax2−2ax)
(1+ax2)2,….(2分)
依题意,需方程1+ax2-2ax=0在x∈R上有两个不等实根,
则:
a≠0
△=4a2−2a>0,…(4分)
解得:a>1或a<0.…(5分)
(Ⅱ)证明:若a=1,f(x)=
2ex
1+x2,
∴f(x)-
2x2−mx+2
1+x2=
2ex−2x2+mx−2
1+x2,
设h(x)=2ex-2x2+mx-2,∴h′(x)=2ex-4x+m,
设g(x)=2ex-4x+m(x>0),g′(x)=2ex-4,…(7分)
令g′(x)<0,则0<ln2;令g′(x)>0,则x>ln2;
∴函数g(x)在(0,ln2)上单调减,在(ln2,+∞)上单调增,
∴g(x)min=g(ln2)=4-4ln2+m,
∴h′(x)≥4-4ln2+m,…(9分)
∵m>4(ln2-1),∴h′(x)≥4-4ln2+m>0,
∴h(x)在(0,+∞)上单调递增,
∵h(0)=0,
∴h(x)>0,…(11分)
∵1+x2>0,∴
2ex−2x2+mx−2
1+x2>0,
∴f(x)-
2x2−mx+2
1+x2=
2ex−2x2+mx−2
1+x2>0,
即f(x)>
2x2−mx+2
1+x2.…(12分)
点评:
本题考点: 函数在某点取得极值的条件;利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.
考点点评: 本题考查导数知识的运用,考查函数的极值,考查不等式的证明,考查函数思想的运用,正确构造函数,确定函数的单调性是关键.