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如图是一块镀锌铁皮的边角料ABCD,其中AB、CD、DA都是线段,曲线段BC是抛物线的一部分,且点B是该抛物线的顶点,BA所在直线是该抛物线的对称轴,经测量,AB=2米,AD=3米,AB⊥AD,点C到AD、A

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如图是一块镀锌铁皮的边角料ABCD,其中AB、CD、DA都是线段,曲线段BC是抛物线的一部分,且点B是该抛物线的顶点,BA所在直线是该抛物线的对称轴,经测量,AB=2米,AD=3米,AB⊥AD,点C到AD、AB的距离CH、CR的长均为1米,现要用这块边角料截一个矩形AEFG(其中点F在曲线段BC或线段CD上,点E在线段AD上,点G在线段AB上).设BG的长为x米,矩形AEFG的面积为S平方米.
(1)将S表示为x的函数;
(2)当x为多少米时,S取得最大值,最大值是多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)以点B为坐标原点,BA所在直线为x轴,建立平面直角坐标系,
设曲线段BC所在抛物线方程为y2=2px(p>0).
将点C(1,1)代入,得2p=1.所以曲线段BC的方程为y=
x
(0≤x≤1).
又由点C(1,1),D(2,3)得线段CD的方程为y=2x-1(1≤x≤2),
而GA=2-x,所以S=
x
(2−x),0≤x≤1
(2x−1)(2−x),1<x<2

(2)①当0<x≤1时,因为S=
x
(2−x)=2x
1
2
−x
3
2

所以S′=x
1
2
3
2
x
1
2
2−3x
2
x
,令S′=0得x=
2
3

x∈(0,
2
3
)时,S′>0,所以此时S递增;
x∈(
2
3
,1)时,S′<0,所以此时S递减,所以当x=
2
3
时,Smax=
4
6
9

②当1<x<2时,因为S=(2x−1)(2−x)=−2(x−
5
4
)2+
9
8

所以当x=
5
4
时,Smax=
9
8

综上,因为
9
8
4
6
9
,所以当x=
5
4
米时,Smax=
9
8
cm2.
答:当x取值为
5
4
米时,矩形AEFG的面积最大为
9
8
cm2.