在上半平面求一条向上凹的曲线,其上任一点P(x,y)处的曲率等于此曲线在该点的法线段PQ长度的倒数(Q是法线与x轴的交点

在上半平面求一条向上凹的曲线,其上任一点P(x,y)处的曲率等于此曲线在该点的法线段PQ长度的倒数(Q是法线与x轴的交点),且曲线在点(1,1)处的切线与x轴平行.
晓奕 1年前 已收到1个回答 举报

155209881 春芽

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解题思路:根据题意得到函数的微分方程,然后解微分方程通解,通过初值条件确定微分方程.

设曲线方程为y=f(x)
根据曲率公式有:p(x,y)的曲率为:
K=[y″
(1+y′2)
3/2]
因为曲线向上凹,因此:y″>0
该点的法线方程为:
Y-y=-[1/y′](X-x)
它与x轴的交点为:(x+yy',0)
|PQ|=
(x+yy′−x)2+(0−y)2
=
(yy′)2+y2
因为曲线在上半平面,因此:y>0
|PQ|=
(yy′)2+y2=y
1+y′2
根据题意有:
[y″
(1+y′2)
3/2]=
1
y
1+y′2
所以有:
yy″=1+y′2
令y'=p
于是有:
yp[dp/dy]=1+p2
即:
p
1+p

点评:
本题考点: 微分的几何意义.

考点点评: 本题主要考察微分的几何意义,同时综合了曲率,直线方程,微分方程等知识点,属于难题.

1年前

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