前人解過,計算題第 1, 4, 6 題:
http://www.shiner.idv.tw/teachers/viewtopic.php?t=2525
我也動手來解一遍~
計算第 6 題:
為了方便計算,小弟把題目修改一下~
把整個拋物線 \(y=x^2-1\) 與點 \((1,2)\) 都上移一單位,
得拋物線 \(y=x^2\) 與點 \(P(1,3)\)
設通過 \(P\) 的直線 \(L\) 會交拋物線 \(y=x^2\) 於 \(A(a,a^2)\) 與 \(B(b,b^2)\),其中 \(b>a\),
因為 \(A,P,B\) 三點共線,所以 \(\displaystyle\frac{a^2-3}{a-1}=\frac{b^2-3}{b-1}\Rightarrow \left(b-a\right)\left(ab-a-b+3\right)=0\)
且因為 \(b>a\),所以 \(ab-a-b+3=0\Rightarrow ab = a+b-3\)
則 \(L\) 與拋物線所圍面積=\(\displaystyle\frac{1}{2}\cdot \left(a^2+b^2\right)\left(b-a\right)-\int_a^b x^2 dx\)
\(=\displaystyle\frac{1}{2}\cdot \left(a^2+b^2\right)\left(b-a\right)-\frac{b^3-a^3}{3}\)
\(=\displaystyle\frac{1}{6}\cdot \left(b-a\right)^3\)
\(=\displaystyle\frac{1}{6}\cdot \left(\sqrt{\left(a+b\right)^2-4ab}\right)^3\)
\(=\displaystyle\frac{1}{6}\cdot \left(\sqrt{\left(a+b\right)^2-4(a+b-3)}\right)^3\)
\(=\displaystyle\frac{1}{6}\cdot \left(\sqrt{\left(a+b-2\right)^2+8}\right)^3\)
\(\geq\displaystyle\frac{1}{6}\cdot \left(\sqrt{8}\right)^3=\frac{8\sqrt{2}}{3}\)
此時,\(a+b=2\Rightarrow ab=-1\) 且由 \(b>a\),可解得 \(a=1-\sqrt{2}, b=1+\sqrt{2}\)
註: 延伸閱讀~ h ttp://activity.ntsec.gov.tw/activity/race-1/51/pdf/040414.pdf連結已失效