问题 解答题
已知b>-1,c>0,函数f(x)=x+b的图象与函数g(x)=x2+bx+c的图象相切.
(1)设b=φ(c),求φ(c);
(2)设D(x)=
g(x)
f(x)
(其中x>-b)在[-1,+∞)上是增函数,求c的最小值;
(3)是否存在常数c,使得函数H(x)=f(x)g(x)在(-∞,+∞)内有极值点?若存在,求出c的取值范围;若不存在,请说明理由.
答案

(1)∵函数f(x)=x+b的图象与函数g(x)=x2+bx+c的图象相切,

∴方程x+b=x2+bx+c只有一个根,即x2+(b-1)x+c-b=0,

∴△=(b-1)2-4×(c-b),

∴(b+1)2=4c,b>-1,c>0,

∴b+1>0,∴b=2

c
-1,

∴b=φ(c)=2

c
-1;

(2)依题意设D(x)=

x2+bx+c
x+b
=x+
c
x+b

∴D′(x)=1-

c
(x+b)2
=(1+
c
x+b
)(1-
c
x+b

∵D(x)在[-1,+∞)上是增函数,

∴(1+

c
x+b
)(1-
c
x+b
)≥0在[-1,+∞)上恒成立,

又x>-b,c>0,

∴上式等价于1-

c
x+b
≥0在[-1,+∞)上恒成立,

c
≤x+b,而由(Ⅰ)可知
c
≤x+2
c
-1,

c
≥1-x,

又函数1-x在[-1,+∞)上的最大值为2,

c
≥2,解得c≥4,即c的最小值为4.

(3)由H(x)=(x+b)(x2+bx+c)=x3+2bx2+(b2+c)x+bc

可得H′(x)=3x2+4bx+(b2+c)

令3x2+4bx+(b2+c)=0,依题意设欲使函数H(x)在(-∞,+∞)内有极值点,

则需满足△=4(b2-3c)=4(c-4

c
+1)>0,

亦即c-4

c
+1>0,解得
c
<2-
3
c
>2+
3

又c>0,∴0<c<7-4

3
或c>7+4
3

故存在常数c∈(0,7-4

3
)∪(7+4
3
,+∞),使得函数H(x)在(-∞,+∞)内有极值点.

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