问题 解答题

已知函数f(x)=ax2+1(a>0),g(x)=x3+bx

(1)若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在它们的交点(1,c)处具有公共切线,求a、b的值;

(2)当a2=4b时,求函数f(x)+g(x)的单调区间,并求其在区间(-∞,-1)上的最大值.

答案

(1)f(x)=ax2+1(a>0),则f'(x)=2ax,k1=2a,g(x)=x3+bx,则g′(x)=3x2+b,k2=3+b,

由(1,c)为公共切点,可得:2a=3+b ①

又f(1)=a+1,g(1)=1+b,

∴a+1=1+b,即a=b,代入①式可得:

a=3
b=3

(2)由题设a2=4b,设h(x)=f(x)+g(x)=x3+ax2+

1
4
a2x+1

h′(x)=3x2+2ax+

1
4
a2,令h'(x)=0,解得:x1=-
a
2
x2=-
a
6

∵a>0,∴-

a
2
<-
a
6

x(-∞,-
a
2
-
a
2
(-
a
2
,-
a
6
)
-
a
6
(-
a
6
,+∞
h′(x)+-+
h(x)极大值极小值
∴原函数在(-∞,-
a
2
)单调递增,在(-
a
2
,-
a
6
)
单调递减,在(-
a
6
,+∞
)上单调递增

①若-1≤-

a
2
,即0<a≤2时,最大值为h(-1)=a-
a2
4

②若-

a
2
<-1,即a>2时,最大值为h(-
a
2
)=1

综上所述:当a∈(0,2]时,最大值为h(-1)=a-

a2
4
;当a∈(2,+∞)时,最大值为h(-
a
2
)=1

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