题目内容

19.设函数y=-x2+l的切线l与x轴,y轴的交点分别为A,B,O为坐标原点,则△OAB的面积的最小值为$\frac{{4\sqrt{3}}}{9}$.

分析 设切点为P((m,-m2+1),不妨设m>0.
切线方程为:y-(-m2+1)=-2m(x-m),则|OA|=$\frac{m}{2}+\frac{1}{2m}$,|OB|=m2+1,
则△OAB的面积s=$\frac{1}{2}$×|OA|×|OB|=$\frac{1}{4}$(${m}^{3}+2m+\frac{1}{m}$)
设f(m)=${m}^{3}+2m+\frac{1}{m}$,(m>0),则f′(m)=3m2+2-$\frac{1}{{m}^{2}}$=$\frac{3{m}^{4}+2{m}^{2}-1}{{m}^{2}}$
令f′(m)=0,得m=$\frac{\sqrt{3}}{3}$,f($\frac{\sqrt{3}}{3}$)=$\frac{16}{9}\sqrt{3}$,为△OAB的面积的最小值

解答 解:设切点为P((m,-m2+1),因为函数y=-x2+l的图象关于y轴对称,不妨设m>0
∵y′=-2x,∴切线的斜率k=-2m
切线方程为:y-(-m2+1)=-2m(x-m),即2mx+y-m2-1=0
令x=0,则y=m2+1,令y=0,则x=$\frac{{m}^{2}+1}{2m}$
故|OA|=$\frac{m}{2}+\frac{1}{2m}$,|OB|=m2+1,
则△OAB的面积s=$\frac{1}{2}$×|OA|×|OB|=$\frac{1}{4}$(${m}^{3}+2m+\frac{1}{m}$)
设f(m)=${m}^{3}+2m+\frac{1}{m}$,(m>0),则f′(m)=3m2+2-$\frac{1}{{m}^{2}}$=$\frac{3{m}^{4}+2{m}^{2}-1}{{m}^{2}}$
令f′(m)=0,得m=$\frac{\sqrt{3}}{3}$
f($\frac{\sqrt{3}}{3}$)=$\frac{16}{9}\sqrt{3}$,则△OAB的面积的最小值为$\frac{1}{4}×\frac{16}{9}\sqrt{3}=\frac{4}{9}\sqrt{3}$.
故答案为:$\frac{{4\sqrt{3}}}{9}$

点评 本题考查了导数的几何意义,利用导数求最值,属于中档题.

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