回答

どこに着眼するか迷ったのではないでしょうか? 突破口は1変数で解決できる部分を探しだすことです.
以下の手法は関数方程式の問題でも使うことがあるので覚えておいて損はないでしょう.
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x=-kのとき, f(-k)+g(-k)=2k^2-13k+5=-23+7⇔2k^2-13k+21=0⇔(2k-7)(k-3)=0⇔k=3, 7/2
x=kのとき, f(k)+g(k)=2k^2+13k+5=13+49となるが, k=3のみこの等式を満たす.
x=3で最大値13をとるような2次関数は実数a<0を用いてf(x)=a(x-3)^2+13と書ける.
x=-3のとき, f(-3)=36a+13=-23が成り立つから, a=-1と決まる.
したがってf(x)=-(x-3)^2+13=-x^2+6x+4である.
g(x)はg(x)=(2x^2+13x+5)-f(x)=(2x^2+13x+5)-(-x^2+6x+4)=3x^2+7x+1である.
以上をまとめると, k=3, f(x)=-x^2+6x+4, g(x)=3x^2+7x+1である.

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