89 指考數學甲 第 11 題
📅 89 年 📝 指考數學甲 第 11 題 題型:非選 課綱:99課綱
設曲線 $y = x^3+ax^2+bx+c$ 之圖形如下圖,且與 $y = 0$ 在原點相切。若此切線與曲線所圍的區域(圖中灰色部分)的面積為 $3$,試求常數 $a, b, c$ 之值。
曲線與切線所圍區域圖
曲線與切線所圍區域圖
unknown微積分微積分
答案

$a=-\sqrt{6}, b=0, c=0$

詳解
因為曲線 $y = x^3+ax^2+bx+c$ 與 $x$ 軸($y=0$)相切於原點 $(0,0)$,故: 1. 通過原點:$c = 0$。 2. 斜率為 $0$:由 $y' = 3x^2+2ax+b$,得 $y'(0) = b = 0$。 開頭方程式為 $y = x^3+ax^2$。 求與 $x$ 軸的另一交點: $$x^3 + ax^2 = 0 \implies x^2(x+a) = 0 \implies x = 0 \text{ 或 } x = -a$$ 由圖可知交點在 $x$ 軸負半軸,故 $-a > 0 \implies a < 0$。 曲線在區間 $[0, -a]$ 與 $x$ 軸所圍的灰色區域面積為: $$S = \int_{0}^{-a} [0 - (x^3+ax^2)] dx = -\left[ \frac{x^4}{4} + \frac{ax^3}{3} \right]_0^{-a} = -\left( \frac{a^4}{4} - \frac{a^4}{3} \right) = \frac{a^4}{12}$$ 已知面積為 $3$: $$\frac{a^4}{12} = 3 \implies a^4 = 36 \implies a = -\sqrt{6} \ (\text{因 } a < 0)$$ 因此,常數之值為 $a = -\sqrt{6}$,$b = 0$,$c = 0$。

題目來源:民國89年大學聯考數學科試題(自然組) 第11題(來源PDF第12頁)

資料版本:2026-07-05(commit 06b4ff14)

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