095_07A_q11
95 指考數學甲 第 11 題
📅 95 年 📝 指考數學甲 第 11 題 題型:選填 課綱:99課綱
以 $O$ 表坐標平面的原點。給定一點 $A(4,3)$,而點 $B(x,0)$ 在正 $x$ 軸上變動。若 $l(x)$ 表 $\overline{AB}$ 長,則 $\Delta OAB$ 中兩邊長比值 $\dfrac{x}{l(x)}$ 的最大值為 ____。(化成最簡分數)
分式函數求極值配方法或二次曲線性質微積分多項式函數與運算微積分二次曲線
解題手法公式代入〔AI 推測〕
答案

$\dfrac{5}{3}$

詳解
給定兩點 $O(0,0)$、$A(4,3)$,且 $B(x,0)$ 在正 $x$ 軸上變動(即 $x > 0$)。 線段 $AB$ 的長度 $l(x)$ 為: $$l(x) = \sqrt{(x-4)^2 + 3^2} = \sqrt{x^2 - 8x + 25}$$ 我們需要求比值 $f(x) = \dfrac{x}{l(x)} = \dfrac{x}{\sqrt{x^2 - 8x + 25}}$ 在 $x > 0$ 時的最大值。 由於 $x > 0$,考慮其平方: $$f(x)^2 = \dfrac{x^2}{x^2 - 8x + 25} = \dfrac{1}{1 - \dfrac{8}{x} + \dfrac{25}{x^2}}$$ 令 $t = \dfrac{1}{x} > 0$,則分母為二次函數: $$g(t) = 25t^2 - 8t + 1$$ 此二次函數的頂點(最小值)在: $$t = \dfrac{-(-8)}{2 \times 25} = \dfrac{4}{25} > 0$$ 此時分母取得最小值: $$g\left(\dfrac{4}{25}\right) = 25\left(\dfrac{4}{25}\right)^2 - 8\left(\dfrac{4}{25}\right) + 1 = \dfrac{16}{25} - \dfrac{32}{25} + 1 = \dfrac{9}{25}$$ 因此,$f(x)^2$ 的最大值為: $$\dfrac{1}{g(t)_{\min}} = \dfrac{25}{9}$$ 取平方根,比值 $f(x)$ 的最大值為: $$\sqrt{\dfrac{25}{9}} = \dfrac{5}{3}$$

題目來源:大學入學考試中心公開試題。

解析狀態:本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。