Question

如圖，拋物線y=-x²+9與x軸交于兩點(diǎn)A，B，點(diǎn)C，D在拋物線上（點(diǎn)C在第一象限），CD∥AB．記|CD|=2x，梯形ABCD面積為S．
（Ⅰ）求面積S以x為自變量的函數(shù)式；
（Ⅱ）若，其中k為常數(shù)，且0＜k＜1，求S的最大值．

Answer 1

【答案】分析：（Ⅰ）依題意，確定點(diǎn)C的縱坐標(biāo)、點(diǎn)B的橫坐標(biāo)，從而利用梯形的面積公式，即可求得S關(guān)于x的函數(shù)式；
（Ⅱ）先確定函數(shù)關(guān)系式，再求導(dǎo)數(shù)，利用分類討論的數(shù)學(xué)思想，確定函數(shù)的單調(diào)性，從而可求S的最大值．
解答：解：（Ⅰ）依題意，點(diǎn)C的橫坐標(biāo)為x，點(diǎn)C的縱坐標(biāo)為．…（1分）
點(diǎn)B的橫坐標(biāo)x_B滿足方程，解得x_B=3，舍去x_B=-3． …（2分）
所以．…（4分）
由點(diǎn)C在第一象限，得0＜x＜3．
所以S關(guān)于x的函數(shù)式為 S=（x+3）（-x²+9），0＜x＜3．…（5分）
（Ⅱ）由 及0＜k＜1，得0＜x≤3k．  …（6分）
記f（x）=（x+3）（-x²+9），0＜x≤3k，
則f'（x）=-3x²-6x+9=-3（x-1）（x+3）．  …（8分）
令f'（x）=0，得x=1．      …（9分）
①若1＜3k，即時(shí)，f'（x）與f（x）的變化情況如下：

x	（0，1）	1	（1，3k）
f'（x）	+		-
f（x）	↗	極大值	↘

所以，當(dāng)x=1時(shí)，f（x）取得最大值，且最大值為f（1）=32．…（11分）
②若1≥3k，即時(shí)，f'（x）＞0恒成立，
所以，f（x）的最大值為f（3k）=27（1+k）（1-k²）．         …（13分）
綜上，時(shí)，S的最大值為32；時(shí)，S的最大值為27（1+k）（1-k²）．
點(diǎn)評(píng)：本題考查函數(shù)模型的構(gòu)建，考查利用導(dǎo)數(shù)知識(shí)解決最大值問(wèn)題，考查分類討論的數(shù)學(xué)思想，正確分類是關(guān)鍵．