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[例8] (07年北京) 如图,有一块半椭圆形钢板,其半轴长
为,短半轴长为,计划将此钢板切割成等腰梯形的形状,下
底是半椭圆的短轴,上底的端点在椭圆上,记,梯形面积为.
(I)求面积以为自变量的函数式,并写出其定义域;
(II)求面积的最大值.
[解答](I)依题意,以的中点为原点建立直角坐标系(如图),则点的横坐标为.点的纵坐标满足方程,
解得,,
所以,
,定义域为.
(II)记,
则,.
令,得.
因为当时,;当时,,
所以 是的最大值.
因此,当时,也取得最大值,最大值为.
即梯形面积的最大值为.
[说明] 该题以椭圆为载体,以函数思想为灵魂,以不等式、导数、三角函数等为工具,非常自然地将解析几何与导数、函数、方程、不等式、三角函数等重要数学基础知识有机交汇融为一体,无矫揉造作之嫌,是近年来较为成功的试题之一.
[例9] (07年上海) 已知函数,常数.
(1)讨论函数的奇偶性,并说明理由;
(2)若函数在上为增函数,求的取值范围.
[解答] (1)当时,,
对任意,,
为偶函数.
当时,,
取,得 ,
,
函数既不是奇函数,也不是偶函数.
(2)解法一:设,
,
要使函数在上为增函数,必须恒成立.
,即恒成立.
又,.
的取值范围是.
解法二:当时,,显然在为增函数.
当时,反比例函数在为增函数,
在为增函数.
当时,同解法一.
[说明] 本题考查了函数的性质问题,尤其是单调性的定义法证明更要引起注意.