2017年8月17日马同学练习题

已知长方形底边在x轴上,高在曲线$y=x(x-1)^2$的$x=0$和$x=1$之间
求长方形的最大面积
A:
$\frac{7\sqrt{21}-10\sqrt{3}}{324}$
B:
$\frac{7\sqrt{21}+10\sqrt{3}}{324}$
做一条直线$y=m$与曲线交于三点,横坐标分别为$a,b,c$
我们可以列出式子:
$$x(x-1)^2-m=0$$
$$=x^3-2x^2+x-m=0$$
利用韦达定理可得:
$\begin{equation} \left.\begin{aligned} a+b+c=2\\ ab+bc+ac=1 \end{aligned}\right\} \implies \end{equation}$ $\begin{equation} \begin{aligned} ab=c^2-2c+1\\ a+b=2-c \end{aligned} \end{equation}$
所以有
$$|b-a|=\sqrt{(b+a)^2-4ba}=\sqrt{4c-3c^2}$$
S=底边乘以高=$\sqrt{4c-3c^2}\times c\times (c-1)^2$
求导可得,当$c=\frac{5+\sqrt{7}}{6}$时取得最大值
$S_{max}=\frac{7\sqrt{21}-10\sqrt{3}}{324}$
马思遥同学给出了一个想法,也很不错。
我们对曲线进行积分$\int _0^1 x(x-1)^2$
用牛顿莱布尼茨公式,可以得到$\int _0^1 x(x-1)^2dx=\frac{1}{12}$
积分所得的值应该大于矩形面积,所以本题应该选A
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