回復 12# Sandy 的帖子
第9題:
已知實係數三次函數\displaystyle f(x)=\frac{a}{3}x^3-bx^2+(2-b)x+1,f(x)在x=x_1處有極大值,在x=x_2處有極小值,且0<x_1<1<x_2<2,則a+2b值的範圍為 。
[解答]
依題意,即 f'(x)=ax^2-2bx+(2-b)=0 之二根 x_1, x_2 滿足 0<x_1<1<x_2<2,且 a>0
故須滿足 f'(0)>0, f'(1)<0, f'(2)>0 且 a>0
由以上限制範圍作圖,利用線性規劃概念可得所求範圍!
第11題:
已知\Gamma為y=ax^3+bx(a>0,b>0),原點O為其反曲點,射線\vec{OA}在第一象限交\Gamma於A點。若P為曲線段OA上一點,且以P為切點的切線與\overline{OA}平行,則\displaystyle \frac{弓形APO的面積}{\Delta APO的面積}= 。
[解答]
暫時只想到暴力解,考場要這樣解應該會放棄...
設 f(x)=ax^3+bx \Rightarrow f'(x)=3ax^2+b
設切點 P(t,at^3+bt), t>0,則 \overleftrightarrow{OA}:y=f'(t)x
求 \overleftrightarrow{OA} 與 \Gamma 交點即解方程式 f'(t)x-ax^3-bx=0 \Rightarrow x=\pm \sqrt{3}t,0
可得交點 A(\sqrt{3}t,3\sqrt{3}at^3+\sqrt{3}bt)
由 O,P,A 三點坐標及三角形的行列式面積公式可得三角形 OAP 面積為 \sqrt{3}at^4 (意外地不難算...)
而弓形面積 \displaystyle \int_{0}^{\sqrt{3}t}f'(t)x-ax^3-bx\ dx=\int_{0}^{\sqrt{3}t}-ax(x^2-3t^2)dx=\frac{9}{4}at^4
故得所求 \displaystyle =\frac{\frac{9}{4}at^4}{\sqrt{3}at^4}=\frac{3\sqrt{3}}{4}