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=
(ax2+bx)dx=(∫ -
0b a
ax3+1 3
bx2)1 2 | -
0b a
=
a•(-1 3
)3+b a
b•(-1 2
)2b a
=
•b3(1)…(4分)1 6a2
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=-
(b+1)2,…(8分)1 16
代入(1)式得:S(b)=
(b>0),128b3 6(b+1)4
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=
.…(12分)9 2