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已知a,b∈R,a≠0,曲线y=a+2x,y=ax+2b+1,若两条曲线在区间[3,4]上至少有一个公共点,则a2+b2的最小值=.

题目详情
已知a,b∈R,a≠0,曲线y=
a+2
x
,y=ax+2b+1,若两条曲线在区间[3,4]上至少有一个公共点,则a2+b2的最小值=___.
▼优质解答
答案和解析
∵曲线y=
a+2
x
,y=ax+2b+1,
a+2
x
=ax+2b+1,
∴a+2=ax2+2bx+x,
∴(x2-1)a+2bx+x-2=0,
于是可以看作关于a,b的直线方程,则(a,b)是该直线上的点,
则a2+b2表示原点到直线的距离的平方,
设原点到直线的距离为d,根据到点直线的距离公式得到
d=
|x-2|
(x2-1)2+4x2

∴a2+b2=d2=
(x-2)2
(x2+1)2
=(
x-2
x2+1
)2,
令t=x-2,x∈[3,4],则t∈[1,2],则x=t+2,
∴a2+b2=d2=(
t
(t+2)2+1
)2=(
t
t2+4t+5
)2=(
1
t+
5
t
+4
)2,
设f(t)=t+
5
t
+4,t∈[1,2],
∴f′(t)=1-
5
t2
<0在∈[1,2]恒成立,
∴函数f(t)在∈[1,2]为减函数,
∴当t=1时,f(t)max=f(1)=1+5+4=10,
∴当t=1时,a2+b2最小值为
1
100