← 回搜尋
100_07A_q10
100 指考數學甲 第 10 題
📅 100 年
📝 指考數學甲
第 10 題
題型:選填
課綱:99課綱
坐標平面上,已知函數 $f(x)=x^3+4x-2$ 的圖形以 $A(1,3)$ 為切點的切線為 $L$,則以切線 $L$ 及曲線 $y=f(x)$ 為界所圍成區域的面積為 $\underline{\hspace{2em}}$。
導函數與切線方程式
定積分與面積
微積分
微積分
多項式函數與運算
解題手法
公式代入
〔AI 推測〕
答案
$\dfrac{27}{4}$
選填題
詳解
第一步:求出切線 $L$ 的方程式。 計算函數 $f(x) = x^3 + 4x - 2$ 的導函數: $$f'(x) = 3x^2 + 4$$ 在切點 $A(1, 3)$ 處,切線斜率為 $m = f'(1) = 3(1)^2 + 4 = 7$。 依點斜式,切線 $L$ 的方程式為: $$y - 3 = 7(x - 1) \implies y = 7x - 4$$ 第二步:求曲線 $y = f(x)$ 與切線 $L$ 的交點。 解聯立方程式: $$x^3 + 4x - 2 = 7x - 4 \implies x^3 - 3x + 2 = 0$$ 由於 $x = 1$ 是切點,故 $x = 1$ 必為該方程式的重根。因式分解可得: $$(x - 1)^2(x + 2) = 0$$ 因此,曲線與切線的交點為 $x = 1$ 與 $x = -2$。 第三步:計算所圍區域的面積。 在 $[-2, 1]$ 區間內,曲線在直線的上方,所圍面積為定積分: $$\text{Area} = \int_{-2}^{1} (f(x) - (7x - 4)) \, dx = \int_{-2}^{1} (x^3 - 3x + 2) \, dx$$ 計算其不定積分: $$\int (x^3 - 3x + 2) \, dx = \dfrac{1}{4}x^4 - \dfrac{3}{2}x^2 + 2x$$ 代入上限 $1$ 與下限 $-2$: $$\text{Area} = \left( \dfrac{1}{4} - \dfrac{3}{2} + 2 \right) - \left( \dfrac{16}{4} - \dfrac{12}{2} - 4 \right) = \dfrac{3}{4} - (-6) = \dfrac{27}{4}$$ 答案為 $\dfrac{27}{4}$。
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。