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manfen5.com 满分网如图,有一块半椭圆形钢板,其半轴长为2r,短半轴长为r,计划将此钢板切割成等腰梯形的形状,下底AB是半椭圆的短轴,上底CD的端点在椭圆上,记CD=2x,梯形面积为S.
(Ⅰ)求面积S以x为自变量的函数式,并写出其定义域;
(Ⅱ)求面积S的最大值.
(I)依题意,以AB的中点O为原点建立直角坐标系,由图可得C的横坐标,进而可以表示出c的纵坐标,由解析式分析x的取值范围,即函数的定义域,可得答案; (II)利用导数计算,记f(x)=4(x+r)2(r2-x2),(0<x<r),对其求导可得f′(x)=8(x+r)2(r-2x),求得其导函数的零点,分析其单调性,可得当时,S也取得最大值,即可得答案. 【解析】 (I)依题意,以AB的中点O为原点建立直角坐标系O-xy(如图), 则点C的横坐标为x, 点C的纵坐标y满足方程, 解得 =, 其定义域为{x|0<x<r}. (II)记f(x)=4(x+r)2(r2-x2),(0<x<r), 则f′(x)=8(x+r)2(r-2x). 令f′(x)=0,得. 因为当时,f′(x)>0;当时, f′(x)<0,所以是f(x)的最大值. 因此,当时,S也取得最大值,最大值为. 即梯形面积S的最大值为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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