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数学数学,八百里加急,救命了

答案:5  悬赏:10  手机版
解决时间 2021-06-06 22:28
在坐标平面上,一个过原点半径为r的圆晚全落在区域y>=x^4内,求r的最大值(谁做出来了,我继续追加分,辛苦各位了,给你们100都好)急…
最佳答案

解:(思路:可以根据对称性来求r的最大值)


设 圆的方程为x^2+(y-r)^2=r^2


∵对任意x∈[-r,r]均有r-√(r^2-x^2)≥x^4


令x=r·cosa,只要对a∈[0,∏/2)均有r-√(r^2-r^2·cos^2a)≥r^4·cos^4a成立即可


∴r-r·sina≥r^4·cos^4a……..=>r^3≤(1-sina)/cos^4a=1/[(1-sina)(1+sina)^2]


∴(1-sina)(1+sina)^2=1/2·(2-2sina)·(1+sina)·(1+sina)≤1/2·(4/3)^3


当且仅当sina=1/3时取到等号


∵r^3≤1/[(1-sina)(1+sina)^2]对任意a∈[0,∏/2)成立


∴r^3≤1/[1/2·(4/3)^3]…..=>r≤(3/4)3^√2


那么当r=(3/4)3^√2时,对任意x∈[-r,r]均有r-√(r^2-x^2)≥x^4


∴圆x^2+(y-r)^2=r^2完全落在y≥x^4内


∴r的最大值是(3/4)3^√2



(r 的最大值我说一下吧,怕你看不懂,就是3/4乘以(2的三次方根),楼主,你写上去的时候可以写好一点。有疑问的地方再Hi我吧,明天回复,今天做完你这个题目太晚了,我要休息了,呵呵。。。。。)


全部回答

区域y>=x^4包括原点关于y轴对称

则过原点落在该区域内的最大圆关于y轴对称

该圆的圆心是(0,r),半径为r

圆上任意一点的坐标为(rcost,r+rsint)

该圆完全落在区域y>=x^4内,那么:r+rsint>=r^4(cost)^4

∴r^3<=(1+sint)/(cost)^4

m=(cost)^4/(1+sint)=[1-(sint)^2]^2/(1+sint)=(1-sint)(1-sint)(1+sint)=(1/2)(1-sint)(1-sint)(2+2sint)

∵1-sint+1-sint+2+2sint=4

∴m<=(1/2)(4/3)^3

即(1+sint)/(cost)^4的最小值是2(3/4)^3

∴r^3的最大值是2(3/4)^3

即r的最大值是(3/4)(2)^(1/3)

这题目花了我一个多小时啊

由上示意图可知 以x在(0,r)区间为例 y1≥y2才能符合条件

即(r2-(x-r)21/2 ≥x4

r2-(x-r)2≥x8

r≤(x-x7)/2

求r最大值 对于r=(x-x7)/2

r’=(1-7x6)/2=0 时r最大

即可求得x=7-1/6

r=(x-x7)/2

=(7-1/6-(7-1/6)7)/2

=3*7-1/6

题抄错了吧!圆过原点,但X=0时,y=0.那么r只有等于0了.说不好说,你画下图.
帮不了你,你要找专家去,
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