问题
解答题
设t≠0,点P(t,0)是函数f(x)=x3+ax与g(x)=bx2+c的图象的一个公共点,两函数的图象在点P处有相同的切线.
(Ⅰ)用t表示a,b,c;
(Ⅱ)若函数y=f(x)-g(x)在(-1,3)上单调递减,求t的取值范围.
答案
(I)因为函数f(x),g(x)的图象都过点(t,0),所以f(t)=0,
即t3+at=0.因为t≠0,所以a=-t2.g(t)=0,即bt2+c=0,所以c=ab.
又因为f(x),g(x)在点(t,0)处有相同的切线,所以f'(t)=g'(t).
而f'(x)=3x2+a,g'(x)=2bx,所以3t2+a=2bt.
将a=-t2代入上式得b=t.因此c=ab=-t3.故a=-t2,b=t,c=-t3.
(II)y=f(x)-g(x)=x3-t2x-tx2+t3,y'=3x2-2tx-t2=(3x+t)(x-t).
当y'=(3x+t)(x-t)<0时,函数y=f(x)-g(x)单调递减.
由y'<0,若t>0,则-
<x<t;若t<0,则t<x<-t 3
.t 3
由题意,函数y=f(x)-g(x)在(-1,3)上单调递减,则(-1,3)⊂(-
,t)或(-1,3)⊂(t,-t 3
).t 3
所以t≥3或-
≥3.即t≤-9或t≥3.t 3
又当-9<t<3时,函数y=f(x)-g(x)在(-1,3)上单调递减.
所以t的取值范围为(-∞,-9]∪[3,+∞).