如图,某新建小区有一片边长为1(单位:百米)的正方形剩余地块ABCD,中间部分MNK是一片池塘,池塘的边缘曲线段MN为函数
的图象,另外的边缘是平行于正方形两边的直线段.为了美化该地块,计划修一条穿越该地块的直路(宽度不计),直路l与曲线段MN相切(切点记为P),并把该地块分为两部分.记点P到边AD距离为t,f(t)表示该地块在直路左下部分的面积.(1)求f(t)的解析式;
(2)求面积S=f(t)的最大值.在线课程解:(1)因为
,所以
,又P(t,
),所以过点P的切线方程为
,即
,令x=0,得
,令y=0,得x=2t.所以切线与x轴交点E(2t,0),切线与y轴交点
.①当
,即
时,切线左下方的区域为一直角三角形,所以
;②当
,即
时,切线左下方的区域为一直角梯形,
;③当
,即
时,切线左下方的区域为一直角梯形,所以
.综上
.(2)当
时,
=
,当
时,
=
,所以
.所以面积S=f(t)的最大值为
.分析:(1)求出函数
的导函数,写出经过P(t,
)的切线方程并得到切线在两坐标轴上的截距,然后根据两截距与1的关系对t分类,求出t在不同范围内的切线左下方的面积,则分段函数的解析式可求;(2)直接利用二次函数的单调性求各区间段内函数的最值,然后各段内最大值的最大者.
点评:本题考查了函数模型的选择与应用,考查了分类讨论的数学思想方法,训练了利用二次函数的单调性求函数的最值,需要注意的是分段函数的最值要分段求,属中档题.