问题 解答题
(文科)已知函数f(x)=
1
3
ax3+bx2+2x-1,g(x)=-x2+x+1
,若函数f(x)的图象与函数g(x)的图象的一个公共点P的横坐标为1,且两曲线在点P处的切线互相垂直.
(1)求实数a,b的值;
(2)对任意x1,x2∈[-1,1],不等式f(x1)+k<g(x2)恒成立,求实数k的取值范围.
答案

(文科)(1)∵g(1)=1=f(1)=

1
3
a+b+1⇒a+3b=0.

又g'(x)=-2x+1,∴g'(1)=-1.

∵两双曲线在点P处的切线互相垂直,

∴f'(1)=1.

∵f'(x)=ax2+2bx+2,

∴f'(1)=a+2b+2=1,

a+3b=0
a+2b+1=0
⇒a=-3,b=1.

(2)∵f(x)=-x3+x2+2x-1

对任意的x1,x2∈[-1,1],f(x1)+k<g(x2)恒成立,

∴f(x)max+k<g(x)min(x∈[-1,1]),

∵f'(x)=-3x2+2x+2,

则f'(x)>0得

1-
7
3
<x<
1+
7
3

∴函数f(x)在[-1,

1-
7
3
]上递减,在[
1-
7
3
,1]
上递增

而f(-1)=-1,f(1)=1,

∴f(x)max=f(1)=1,

g(x)=-x2+x+1=-(x-

1
2
)2+
5
4

当x∈[-1,1]时,g(x)min=g(-1)=1

故1+k<-1,

k<-2,

∴实数k的取值范围是(-∞,-2).

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