问题 解答题

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.

答案

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
a
0
(ax2+bx)dx=(
1
3
ax3+
1
2
bx2
|-
b
a
0

=

1
3
a•(-
b
a
)3+
1
2
b•(-
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
6(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)

单项选择题
单项选择题