问题 解答题

设二次函数f(x)=mx2+nx+t的图象过原点,g(x)=ax3+bx-3(x>0),f(x),g(x)的导函数分别为f′(x),g′(x),且f′(0)=0,f′(-1)=-2,f(1)=g(1),f′(1)=g′(1),

(1)求函数f(x),g(x)的解析式;

(2)求F(x)=f(x)-g(x)的极小值;

(3)是否存在实常数k和m,使得f(x)≥kx+m和g(x)≤kx+m?若存在,求出k和m的值;若不存在,说明理由。

答案

解:(1)由已知得t=0,f′(x)=2mx+n,

则f′(0)=n=0,f′(-1)=-2m+n=-2,

从而n=0,m=1,

∴f(x)=x2

由f(1)=g(1),f′(1)=g′(1),得a+b-3=1,3a+b=2,

解得a=-1,b=5,

(2)

求导数得

∴F(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,

从而F(x)的极小值为F(1)=0.

(3)因f(x)与g(x)有一个公共点(1,1),而函数f(x)在点(1,1)的切线方程为y=2x-1,

下面验证都成立即可.

,知f(x)≥2x-1恒成立;

设h(x)=-x3+5x-3-(2x-1),即h(x)=-x3+3x-2(x>0),

求导数得h′(x)=-3x2+3=-3(x-1)(x+1)(x>0),

∴h(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,

所以h(x)= -x3+5x-3-(2x-1)的最大值为h(1)=0,

所以-x3+5x-3≤2x-1恒成立,

故存在这样的实常数k和m,且k=2,m=-1。

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