Question

如圖，已知曲線C₁：y=x²與曲線C₂：y=-x²+2ax（a＞1）交于點(diǎn)O，A，直線x=t（0＜t≤1）與曲線C₁，C₂分別相交于點(diǎn)D，B，連結(jié)OD，DA，AB，OB．
（1）寫出曲邊四邊形ABOD（陰影部分）的面積S與t的函數(shù)關(guān)系式S=f（t）；
（2）求函數(shù)S=f（t）在區(qū)間（0，1]上的最大值．

Answer 1

【答案】分析：（1）先聯(lián)立方程，組成方程組，求得交點(diǎn)坐標(biāo)，可得被積區(qū)間，再用定積分表示出曲邊四邊形ABOD（陰影部分）的面積，即可求得函數(shù)關(guān)系式S=f（t）；
（2）由（1）確定了函數(shù)及其導(dǎo)數(shù)的解析式，解不等式f'（x）＞0與f'（x）＜0，可求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間，對字母a進(jìn)行分類討論，根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求出函數(shù)f（x）在區(qū)間（0，1]上的最大值．
解答：解析（1）由 解得或．
∴O（0，0），A（a，a²）．又由已知得B（t，-t²+2at），D（t，t²），
∴S=（-x²+2ax）dx-t×t²+（-t²+2at-t²）×（a-t）
=（-x³+ax²）|-t³+（-t²+at）×（a-t）=-t³+at²-t³+t³-2at²+a²t=t³-at²+a²t．
∴S=f（t）=t³-at²+a²t（0＜t≤1）．
（2）f′（t）=t²-2at+a²，令f′（t）=0，即t²-2at+a²=0．解得t=（2-）a或t=（2+）a．
∵0＜t≤1，a＞1，∴t=（2+）a應(yīng)舍去．
若（2-）a≥1，即a≥=時(shí)，
∵0＜t≤1，∴f′（t）≥0．
∴f（t）在區(qū)間（0，1]上單調(diào)遞增，S的最大值是f（1）=a²-a+．
若（2-）a＜1，即1＜a＜時(shí)，當(dāng)0＜t＜（2-）a時(shí)f′（t）＞0．當(dāng)（2-）a＜t≤1時(shí)，f′（t）＜0．
∴f（t）在區(qū)間（0，（2-）a]上單調(diào)遞增，在區(qū)間（（2-）a，1]上單調(diào)遞減．
∴f（t）的最大值是f（（2-）a）=[（2-）a]³-a[（2-）a]²+a²（2-）a=a³．
點(diǎn)評：本題考查利用定積分求面積，考查導(dǎo)數(shù)在最大值、最小值問題中的應(yīng)用，以及學(xué)生靈活轉(zhuǎn)化題目條件的能力，屬于中檔題．