图中显示了曲线 y=3x+4y = \sqrt{3x + 4} 的一部分。直线 ABAB 在点 AA 处与曲线相切。点 BB 和 CC 位于 xx 轴上,且 CC 是曲线上的一个点。已知该曲线在点 AA 处的切线斜率为 32\frac{3}{2}。求

  1. (i)

    点 AA 的坐标和直线 ABAB 的方程。

  2. (ii)

    点 BB 和点 CC 的坐标。

  3. (iii)

    阴影区域 ABCABC 的面积。

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完整解法

12(i)

1. Find the derivative of the curve equation.

y=(3x+4)12y = (3x + 4)^{\frac{1}{2}}
dydx=12(3x+4)−12⋅3=323x+4\frac{dy}{dx} = \frac{1}{2}(3x + 4)^{-\frac{1}{2}} \cdot 3 = \frac{3}{2\sqrt{3x + 4}}

2. Equate the derivative to the given gradient to find the $x$-coordinate of $A$.

Given gradient is 32\frac{3}{2}:
323x+4=32\frac{3}{2\sqrt{3x + 4}} = \frac{3}{2}
3x+4=1\sqrt{3x + 4} = 1
3x+4=13x + 4 = 1
3x=−33x = -3
x=−1x = -1

3. Find the $y$-coordinate of $A$.

Substitute x=−1x = -1 into the curve equation:
y=3(−1)+4=1=1y = \sqrt{3(-1) + 4} = \sqrt{1} = 1
Coordinates of AA are (−1,1)(-1, 1).

4. Find the equation of the tangent line $AB$.

Using the point (−1,1)(-1, 1) and gradient m=32m = \frac{3}{2}:
y−1=32(x−(−1))y - 1 = \frac{3}{2}(x - (-1))
y−1=32(x+1)y - 1 = \frac{3}{2}(x + 1)
y=32x+32+1y = \frac{3}{2}x + \frac{3}{2} + 1
y=32x+52y = \frac{3}{2}x + \frac{5}{2}

答案

Coordinates of AA: (−1,1)(-1, 1)
Equation of ABAB: y=32x+52y = \frac{3}{2}x + \frac{5}{2}

12(ii)

1. Concisely find the equation of the tangent line $AB$ (required from part i).

dydx=323x+4\frac{dy}{dx} = \frac{3}{2\sqrt{3x+4}}
Given gradient is 32\frac{3}{2}:
323x+4=32  ⟹  3x+4=1  ⟹  3x+4=1  ⟹  x=−1\frac{3}{2\sqrt{3x+4}} = \frac{3}{2} \implies \sqrt{3x+4} = 1 \implies 3x+4 = 1 \implies x = -1
When x=−1x = -1, y=3(−1)+4=1y = \sqrt{3(-1)+4} = 1. So AA is (−1,1)(-1, 1).
Equation of ABAB: y−1=32(x−(−1))  ⟹  y=32x+52y - 1 = \frac{3}{2}(x - (-1)) \implies y = \frac{3}{2}x + \frac{5}{2}

2. Find the coordinates of $B$ by finding the $x$-intercept of the line $AB$.

At BB, y=0y = 0:
0=32x+520 = \frac{3}{2}x + \frac{5}{2}
32x=−52  ⟹  x=−53\frac{3}{2}x = -\frac{5}{2} \implies x = -\frac{5}{3}
Coordinates of BB are (−53,0)\left(-\frac{5}{3}, 0\right).

3. Find the coordinates of $C$ by finding the $x$-intercept of the curve.

At CC, y=0y = 0:
0=3x+40 = \sqrt{3x+4}
3x+4=0  ⟹  x=−433x + 4 = 0 \implies x = -\frac{4}{3}
Coordinates of CC are (−43,0)\left(-\frac{4}{3}, 0\right).

答案

B(−53,0)B\left(-\frac{5}{3}, 0\right), C(−43,0)C\left(-\frac{4}{3}, 0\right)

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