求一条凹曲线,已知其上任意一点处的曲率k=,其中α为该曲线在相应点处的切线的倾斜角,且该曲线在点(1,1)处的切线为水平方向.

admin2021-08-05  55

问题 求一条凹曲线,已知其上任意一点处的曲率k=,其中α为该曲线在相应点处的切线的倾斜角,且该曲线在点(1,1)处的切线为水平方向.

选项

答案由曲率计算公式及曲线为凹知,k=[*] 因为α为曲线在相应点处的切线的倾斜角,所以 [*] 于是由条件[*]推知, [*] 整理得微分方程2y2y”=[1+(y’)2]2. 此为缺x的可降阶二阶方程.令[*],代入上述微分方程,化简为 [*] 分离变量得 [*] 解得y=(p2+1)+y(p2+1)C1.由于曲线在点(1,1)处切线水平,故y(1)=1,y’(1)=0.于是有 1=1+C1,C1=0.故得y=p2+1,即[*]由于曲线是凹的,y=1不是解,再将[*]分离变量后积分得 [*] 由y(1)=1,所以C2=一1,得[*]化简得 4(y—1)=(x—1)2.

解析
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