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设y=y(x)是一向上凸的连续曲线,其上任意一点(x,y)处的曲率为,且此曲线上点(0,1)处的切线方程为y=x+1,求该曲线的方程,并求函数y=y(x)的极值.
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参考解答
正确答案:因曲线向上凸故y'<0又由已知得即y”=-(1+y’ 2)。由曲线经过点(01)处及切线方程.y=x+1可得初始条件y(0)=1y'(0)=1.令p=y'得p'=-(1+p2)分离变量并积分得arctanp=C1—x即 arctany'=C1-x代入初始条件y(0)=1y'(0)=1得
有
两边积分得
代入条件y(0)=1得
所以所求曲线方程为
因
是周期函数故取其含x=0在内且连续的一支为
当
时y→-∞故函数无极小值当
时y取到极大值极大值为
。
[分析由曲率的计算公式和已知条件建立一个二阶微分方程,由曲线经过点(0,1)处及切线方程y=x+1,可得初始条件y(0)=1,y'(0)=1.[评注本题是一道综合题,主要考查曲率、可降阶微分方程求解及函数的极值问题,综合相关的知识点构造综合题型是考研命题的一大趋势.
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