设函数y(x)(x≥0)二阶可导 且y(x)>0 y(0)=1_过曲线y=y(x)上任意一点P(x

大学本科 已帮助: 时间:2024-11-09 11:07:29

设函数y(x)(x≥0)二阶可导,且y(x)>0,y(0)=1_过曲线y=y(x)上任意一点P(x,y)作该曲线的切线及x轴的垂线,上述两直线与x轴所围成的三角形的面积记为S1,区间[0,x]上以y=y(x)为曲边的曲边梯形面积记为S2,并设2S1-S2恒为1,求此曲线y=y(X)的方程.
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难度:⭐⭐⭐

题库:大学本科,理学,数学类

标签:垂线,角形,曲线

参考解答

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420***101

2024-11-09 11:07:29

正确答案:曲线y=y(x)在点P(xy)处的切线方程为 Y—y=y'(x—x)它与x轴的交点为.由于y'(x)>0y(0)=1因此y(x)>0(x>0)于是又 S2=∫0xy(t)dt.根据已知条件2S1-S2=1有代入y(0)=1有y'(0)=1.方程两边对x求导并化简得 yy'=y'2这是可降阶方程.令P=y'则方程化为分离变量得两边积分得P=C1y即y'=C1y代入初始条件y(0)=1y'(0)=1得 C1=1有两边积分得y=C2ex代入y(0)=1得C1=1因此所求曲线的方程为y=ex
[分析首先根据微积分的几何意义,求出S1和S2,然后由关系式2S1-S2=1得到一含有变限积分的函数方程问题,对方程两边求导,转化为微分方程问题.[评注1本题将曲线切线问题、平面图彤的面积问题、含变限积分的函数方程问题以及微分方程问题综合起来,有一定的难度与计算量.[评注2本题不是直接给出含变限积分的函数方程问题,而是由变化区间[0,x上的面积用变限积分S2=∫0xy(t)dt表示,转化为含有变限积分的函数方程问题.类似地,由变化区间上的体积、弧长等定积分的应用问题,也可以转化为含有变限积分的函数方程问题.

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