讨论函数$f(x)=x^2+2(1-a)x-4a$与函数$g(x)=\dfrac 1x-(a+1)^2$的图象的公切线条数.
分析与解 函数$f(x)$的导函数为$f'(x)=2x+2(1-a)$,函数$g(x)$的导函数$g'(x)=-\dfrac 1{x^2}$,设公切线在$f(x)$和$g(x)$图象上的切点横坐标分别为$m,\dfrac 1n$($n\neq 0$),则切线方程为$$y=[2m+2(1-a)](x-m)+m^2+2(1-a)m-4a,$$同时亦为$$y=-n^2\left(x-\dfrac 1n\right)+n-(a+1)^2,$$因此有$$\begin{cases} 2m+2-2a=-n^2,\\ -m^2-4a=2n-(a+1)^2,\end{cases}$$即$$\begin{cases} n^2+2m=2(a-1),\\ m^2+2n=(a-1)^2,\end{cases} $$且每一组解$(m,n)$对应一条公切线.由第一个等式可得$$m=-\dfrac 12n^2+(a-1),$$代入第二个等式并整理得$$a-1=\dfrac 14n^2+\dfrac 2n,$$设$h(x)=\dfrac 14x^2+\dfrac 2x$,则其导函数$$h'(x)=\dfrac{x^3-4}{2x^2},$$于是函数$h(x)$在$(-\infty,0)$上单调递减,在$\left(0,\sqrt[3]{4}\right)$上单调递减,在$\left(\sqrt[3]{4},+\infty\right)$上单调递增,如图.
因此当$a<1+\dfrac{3}{4^{\frac 13}}$时,只有$1$条公切线;当$a=1+\dfrac{3}{4^{\frac 13}}$时,有$2$条公切线;当$a>1+\dfrac{3}{4^{\frac 13}}$时,有$3$条公切线.
注 解决切线问题的关键在于抓住切点列出方程(组).