Question

設(shè)函數(shù)f（x）=-ax（a＞0），g（x）=bx²+2b-1．
（I）若曲線y=f（x）與曲線y=g（x）在它們的交點（1，c）處具有公共切線，求a，b的值；
（II）當a=1-2b時，若函數(shù)f（x）+g（x）在區(qū)間（-2，0）內(nèi)恰有兩個零點，求a的取值范圍；
（III）當a=1-2b=1時，求函數(shù)f（x）+g（x）在區(qū)間[t，t+3]上的最大值．

Answer 1

解：（I）f'（x）=x²-a，g'（x）=2bx．
因為曲線y=f（x）與曲線y=g（x）在它們的交點（1，c）處具有公共切線，
所以f（1）=g（1），且f'（1）=g'（1），即，且1-a=2b，
解得．
（II）記h（x）=f（x）+g（x），
當a=1-2b時，，h'（x）=x²+（1-a）x-a=（x+1）（x-a），
令h'（x）=0，得x₁=-1，x₂=a＞0．
當x變化時，h'（x），h（x）的變化情況如下表：

x	（-∞，-1）	-1	（-1，a）	a	（a，+∞）
h'（x）	+	0	-	0	+
h（x）	↗	極大值	↘	極小值	↗

所以函數(shù)h（x）的單調(diào)遞增區(qū)間為（-∞，-1），（a，+∞）；單調(diào)遞減區(qū)間為（-1，a），
故h（x）在區(qū)間（-2，-1）內(nèi)單調(diào)遞增，在區(qū)間（-1，0）內(nèi)單調(diào)遞減，
從而函數(shù)h（x）在區(qū)間（-2，0）內(nèi)恰有兩個零點，當且僅當，解得，
所以a的取值范圍是．
（III）記h（x）=f（x）+g（x），當a=1-2b=1時，．
由（II）可知，函數(shù)h（x）的單調(diào)遞增區(qū)間為（-∞，-1），（1，+∞）；單調(diào)遞減區(qū)間為（-1，1）．
①當t+3＜-1時，即t＜-4時，h（x）在區(qū)間[t，t+3]上單調(diào)遞增，
所以h（x）在區(qū)間[t，t+3]上的最大值為；
②當t＜-1且-1≤t+3＜1，即-4≤t＜-2時，h（x）在區(qū)間[t，-1）上單調(diào)遞增，在區(qū)間[-1，t+3]上單調(diào)遞減，
所以h（x）在區(qū)間[t，t+3]上的最大值為；
當t＜-1且t+3≥1，即-2≤t＜-1時，t+3＜2且h（2）=h（-1）=-，
所以h（x）在區(qū)間[t，t+3]上的最大值為；
③當-1≤t＜1時，t+3≥2＞1，h（x）在區(qū)間[t，1）上單調(diào)遞減，在區(qū)間[1，t+3]上單調(diào)遞增，
而最大值為h（t）與h（t+3）中的較大者．
由h（t+3）-h（t）=3（t+1）（t+2）知，當-1≤t＜1時，h（t+3）≥h（t），
所以h（x）在區(qū)間[t，t+3]上的最大值為；
④當t≥1時，h（x）在區(qū)間[t，t+3]上單調(diào)遞增，
所以h（x）在區(qū)間[t，t+3]上的最大值為．
分析：（I）求出f'（x），g'（x），由題意得f（1）=g（1），且f'（1）=g'（1），解該方程組即可；
（II）記h（x）=f（x）+g（x），當a=1-2b時，，利用導數(shù)可研究其單調(diào)性、極值情況，由函數(shù)在（-2，0）內(nèi)有兩零點可得端點處函數(shù)值及極值符號，由此得一不等式組，解出即可；
（III）當a=1-2b=1時，．由（II）可知，函數(shù)h（x）的單調(diào)區(qū)間及極值點，按照在區(qū)間[t，t+3]內(nèi)沒有極值點，一個極值點，兩個極值點分類討論，結(jié)合圖象及函數(shù)的單調(diào)性即可求得其最大值；
點評：本題考查利用導數(shù)研究曲線上某點切線方程、函數(shù)的零點及函數(shù)在閉區(qū)間上的最值問題，考查分類討論思想、數(shù)形結(jié)合思想，考查學生綜合運用知識分析解決問題的能力，綜合性強，難度大．