<單選題>坐標平面上,考慮\(A(2,3)\)與\(B(-1,3)\)兩點,並設\(O\)為原點。令\(E\)為滿足\(\overrightarrow{OP}=a\overrightarrow{OA}+b\overrightarrow{OB}\)的所有點\(P\)所形成的區域,其中\(-1\leq a\leq1\),\(0\leq b\leq4\)。考慮函數\(f(x)=x^{2}+5\),試問當限定\(x\)為區域\(E\)中的點\(P(x,y)\)的橫坐標時,\(f(x)\)的最大值為何?
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答案
已知\(\overrightarrow{OP}=a\overrightarrow{OA}+b\overrightarrow{OB}\),\(\overrightarrow{OA}=(2,3)\),\(\overrightarrow{OB}=(-1,3)\),則\(\overrightarrow{OP}=(2a - b,3a + 3b)\),所以\(x = 2a - b\)。
由\(-1\leq a\leq1\),\(0\leq b\leq4\),將\(x = 2a - b\)變形為\(b = 2a - x\)。
代入\(0\leq b\leq4\),得到\(0\leq 2a - x\leq4\)。
當\(a = -1\)時,\(0\leq -2 - x\leq4\),解得\(-6\leq x\leq -2\);
當\(a = 1\)時,\(0\leq 2 - x\leq4\),解得\(-2\leq x\leq2\) 。
所以\(x\)的取值範圍是\(-6\leq x\leq6\)。
對於二次函數\(f(x)=x^{2}+5\),其二次項係數大於\(0\),開口向上,在\(x\)的取值範圍\([-6,6]\)内,當\(x = 6\)或\(x = -6\)時,\(f(x)\)取得最大值,\(f(6)=6^{2}+5 = 41\),\(f(-6)=(-6)^{2}+5 = 41\)。
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