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已知抛物线y=ax2+bx在第一象限内与直线x+y=4相切.此抛物线与x轴所围成的图形的面积记为S.求使S达到最大值的a

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/04/28 21:08:52
已知抛物线y=ax2+bx在第一象限内与直线x+y=4相切.此抛物线与x轴所围成的图形的面积记为S.求使S达到最大值的a,b值,并求S的最大值.
依题设可知抛物线与x轴的交点的横坐标分别为x1=0,x2=−
b
a,
所以S=
∫−
b
a0(ax2+bx)dx=(
1
3ax3+
1
2bx2)
|−
b
a0
=
1
3a•(−
b
a)3+
1
2b•(−
b
a)2
=
1
6a2•b3(1)…(4分)
又直线x+y=4与抛物线y=ax2+bx相切,
即它们有唯一的公共点
由方程组

x+y=4
y=ax2+bx,
得ax2+(b+1)x-4=0,其判别式△必须为0,
即△=(b+1)2+16a=0,
于是a=−
1
16(b+1)2,…(8分)
代入(1)式得:S(b)=
128b3
3(b+1)4(b>0),
S′(b)=
128b2(3−b)
3(b+1)5.
令S′(b)=0,在b>0时,得b=3;
当0<b<3时,S′(b)>0;
当b>3时,S′(b)<0.
故在b=3时,S(b)取得极大值,也是最大值,
即a=-1,b=3时,S取得最大值,且Smax=
9
2.…(12分)