解答题已知函数,若函数f(x)与g(x)的图象的一个交点P的横坐标为1,且两曲线在点P处的切线互相垂直.
(1)求:函数h(x)=f(x)-x的单调递增区间.
(2)若对任意x1,x2∈[-1,1],不等式f(x1)+k<g(x2)恒成立,求:实数k的取值范围.
网友回答
解:(1)由题意:,∴a+3b=0…①
又g′(x)=-2x+1,∴g(x)的图象在点P切线的斜率为:g′(1)=-1
又f′(x)=ax2+2bx+2,∴f(x)的图象在点P切线的斜率为:f′(1)=a+2b+2=1…②
由①②可解得:a=-3,b=1,∴f(x)=-x3+x2+2x-1,…(3分)
∴h(x)=f(x)-x=-x3+x2+x-1,∴h′(x)=-3x2+2x+1=(3x+1)(-x+1)
令h′(x)=(3x+1)(-x+1)≥0,解得:
即函数h(x)的单调递增区间为:.…(6分)
(2)对任意x1,x2∈[-1,1],f(x1)+k<g(x2)恒成立?当x1,x2∈[-1,1]时,f(x1)max+k<g(x2)min成立…(★)????????…(8分)
∵f′(x)=-3x2+2x+2,x∈[-1,1],令f′(x)>0,解得:
∴f(x)区间上递减,在区间上递增
又f(-1)=-1,f(1)=1,
∴当x∈[-1,1]时,f(x)max=f(1)=1…(10分)
而,
∴当x∈[-1,1]时,g(x)min=g(-1)=-1
∴由(★)式有:1+k<-1,
∴实数k的取值范围为:(-∞,-2).…(12分)解析分析:(1)根据函数f(x)与g(x)的图象的一个交点P的横坐标为1,且两曲线在点P处的切线互相垂直.求出f(x)=-x3+x2+2x-1,再利用导数法求函数的单调递增区间.(2)对任意x1,x2∈[-1,1],f(x1)+k<g(x2)恒成立?当x1,x2∈[-1,1]时,f(x1)max+k<g(x2)min成立,利用导数法,可求最值,从而得解.点评:本题以函数为载体,考查函数的解析式,考查函数的单调性,考查恒成立问题的处理,注意利用导数求函数的最值.