帮解一道高数题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/16 05:20:51
在曲线y=e^-x(x≥0)上找一点,使过该点的切线与两个坐标轴所围平面图形的面积最大,求该面积。
谢谢!

设该点为(x0,e^(-x0))
该点的切线斜率为y`=-e^(-x0)
则该直线方程为y=-e^(-x0)(x-x0)+e^(-x0)
=-e^(-x0)x+(x0+1)e^(-x0)
则该直线交坐标轴与点
(0,(x0+1)e^(-x0)),
((x0+1),0)
则,围成的面积为
S=1/2*(x0+1)e^(-x0)*(x0+1)
=1/2(x0+1)^2e^(-x0) (x>=0)
要求最大值
当x=0时,S=1/2
S`=1/2*2(x0+1)e^(-x0)-1/2(x0+1)^2e^(-x0)
=1/2e^(-x0)[2(x0+1)-(x0+1)^2]
=1/2e^(-x0)[-x0^2+1]
要S`=0,x=1或x=-1,
则x取值1
s``=1/2[-e^(-x0)][-x0^2+1]+1/2[e^(-x0)][-2x0]=1/2[e^(-x0)][x0^2-x0-1]
S``(x=1)<0
即为极大值
S=2/e
所以此面积函数最大值为2/e

设切点为(u,e^(-u)),a≥0
y'=-e^(-x),切线的斜率k=-e^(-u),切线方程是y-e^(-u)=-e^(-u)(x-u),即
x/(1+u)+y/[(1+u)e^(-u)]=1
切线与两个坐标轴所围平面图形的面积s=1/2×(1+u)^2×e^(-u)
s'=1/2×(1+u)×(1-u)×e^(-u)
令s'=0的u=1,u>1时,s'<0,u<1时,s'>0,所以s在u=1处取得极大值,也是最大值,此时切点是(1,1/e),最大面积s=2/e