Tìm số thực dương a để hình phẳng giới hạn bởi hai đồ thị hàm số \(y=\frac{{{x}^{2}}+2ax+3{{a}^{2}}}{1+{{a}^{6}}}\) và \(y=\frac{{{a}^{2}}-ax}{1+{{a}^{6}}}\) có diện tích đạt giá trị lớn nhất.
Suy nghĩ trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiPhương trình hoành độ giao điểm của 2 hàm số là: \(\frac{{{x}^{2}}+2ax+3{{a}^{2}}}{1+{{a}^{6}}}=\frac{{{a}^{2}}-ax}{1+{{a}^{6}}}\)
\( \Leftrightarrow {x^2} + 3ax + 2{a^2} = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l} x = - a\\ x = - 2a \end{array} \right.\)
Vậy diện tích hình phẳng giới hạn bởi 2 đồ thị hàm số là:
\(S=\left| \int\limits_{-2a}^{-a}{\frac{{{x}^{2}}+3ax+2{{a}^{2}}}{1+{{a}^{6}}}dx} \right|=\left| \frac{1}{1+{{a}^{6}}}\left( \frac{{{x}^{3}}}{3}+\frac{3}{2}a{{x}^{2}}+2{{a}^{2}}x \right)\left| \begin{align} & -a \\ & -2a \\ \end{align} \right. \right|\)
\(=\left| \frac{1}{1+{{a}^{6}}}\left( -\frac{{{a}^{3}}}{3}+\frac{3}{2}{{a}^{3}}-2{{a}^{3}}+\frac{8}{3}{{a}^{3}}-6{{a}^{3}}+4{{a}^{3}} \right) \right|\)
=\(\frac{\left| {{a}^{3}} \right|}{6\left( 1+{{a}^{6}} \right)}\,\,\,\overset{Cauchy}{\mathop{\le }}\,\,\,\,\frac{\left| {{a}^{3}} \right|}{12\left| {{a}^{3}} \right|}=\frac{1}{12}\) .
Dấu \(''=''\Leftrightarrow {{a}^{6}}=1\Leftrightarrow a=1\) ,vì a>0.
Vậy diện tích S đạt giá trị lớn nhất là \(\frac{1}{12}\) , khi a=1 .
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Toán
Trường THPT ChuyênThái Bình lần 3