设L是一条平面曲线,其上任一点P(x,y)(x>0)到坐标原点的距离恒等于该点处切线在y轴上的截距,

且恒过点A(0.5,0),求曲线L的方程
2024-11-07 14:44:16
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回答1:

解:设曲线L的方程为y=y(x),x>0

则其上任一点P(x,y)处切线方程为:

Y-y=y'*(X-x),令裤做坦X=0,得y轴上的胡桐截距为b=y-xy'

于是有:

√(x^2+y^2)=y-xy'

两边平方得

x^2+y^2=y^2-2xyy'+x^2*y'^2

y'^2-2*y/x*y'-1=0

解得y'=y/x+√[(y/x)^2+1]或y'=y/x-√[(y/x)^2+1]

考虑到x>0,且y-xy'≥0,故y'≤y/x,故只能取

y'=y/x-√[(y/x)^2+1]

令y/x=z,则y=xz,y'=z+xz',故

z+xz'=z-√(z^2+1)

得z'/√(z^2+1)=-1/x

两边分别积分,得

√(z^2+1)=-ln|x|+C

得z^2=(C-ln|x|)^2-1

y=xz=x√[(C-ln|x|)^2-1]或y=-x√[(C-ln|x|)^2-1]

平滑曲线

光滑平面曲线实际上是欧几里德平面R2中的曲线,是一维平滑的流线形曲线。 这意味着平滑曲线是“局部看起来像线”的平面曲线,在每个点附近,胡戚它可以通过平滑函数映射到一条线上。相同的,可以通过方程f(x,y)= 0给出平滑平面曲线,其中f:R2→R是平滑函数,偏导数f/x和f/y在曲线的同一点都不会同时为0。

回答2:

解:设曲线L的方程为y=y(x),x>0
则其上任一点P(x,y)处切线方程为:
Y-y=y'*(X-x),令X=0,得y轴上的截距为b=y-xy'
于是有:
√(x^2+y^2)=y-xy'
两边平方得
x^2+y^2=y^2-2xyy'+x^2*y'^2
y'^2-2*y/x*y'-1=0
解得y'=y/x+√[(y/x)^2+1]或y'=y/x-√[(y/x)^2+1]
考虑到x>0,且y-xy'≥0,故y'伍槐≤扒悉y/x,故只能取
y'=y/x-√[(y/x)^2+1]
令y/x=z,则y=xz,y'=z+xz',故
z+xz'=z-√(z^2+1)
得z'/√(z^2+1)=-1/x
两边分别积腔此友分,得
√(z^2+1)=-ln|x|+C
得z^2=(C-ln|x|)^2-1
y=xz=x√[(C-ln|x|)^2-1]或y=-x√[(C-ln|x|)^2-1]
考虑恒过点A(0.5,0),则过该点时切线在y轴上的截距为0.5,也即当x=0.5时,必有y'=-1<0,故:
当x≥1/2时,只能取y=-x√[(C-lnx)^2-1];
当0将x=0.5,y=0代入,解得C=±1-ln2
代入C即得曲线L的方程,为两条,且每条均为分段函数。