问题 解答题

设函数f(x)=x3+2ax2+bx+a,g(x)=x2-3x+2,其中x∈R,a、b为常数,已知曲线y=f(x)与y=g(x)在点(2,0)处有相同的切线l.

(I) 求a、b的值,并写出切线l的方程;

(II)若方程f(x)+g(x)=mx有三个互不相同的实根0、x1、x2,其中x1<x2,且对任意的x∈[x1,x2],f(x)+g(x)<m(x-1)恒成立,求实数m的取值范围.

答案

(I) f'(x)=3x2+4ax+b,g'(x)=2x-3.

由于曲线y=f(x)与y=g(x)在点(2,0)处有相同的切线l.

故有f(2)=g(2)=0,f'(2)=g'(2)=1.

由此得

8+8a+2b+a=0
12+8a+b=1
,解得
a=-2
b=5

所以a=-2,b=5..切线的方程为x-y-2=0.

(II)由(I)得f(x)=x3-4x2+5x-2,所以f(x)+g(x)=x3-3x2+2x.

依题意,方程x(x2-3x+2-m)=0,有三个互不相等的实根0,x1,x2

故x1,x2是x2-3x+2-m=0的两相异实根.

所以△=9-4(2-m)>0,解得m>-

1
4

又对任意的x∈[x1,x2],f(x)+g(x)<m(x-1)恒成立,

特别地取x=x1时,f(x1)+g(x1)<m(x1-1)成立,得m<0.

由韦达定理得x1+x2=3>0,x1x2=2-m>0.故0<x1<x2

对任意的x∈[x1,x2],x-x2≤0,x-x1≥0,x>0.

则f(x)+g(x)-mx=x(x-x1)(x-x2)≤0,又f(x1)+g(x1)-mx1=0.

所以f(x)+g(x)-mx在x∈[x1,x2]上的最大值为0.

于是当m<0,对任意的x∈[x1,x2],f(x)+g(x)<m(x-1)恒成立,

综上得:实数m的取值范围是(-

1
4
,0).

单项选择题
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