解答题
设L是一条平面曲线,其上任意一点P(x,y)(x>0)到坐标原点的距离恒等于该点处的切线在y轴上的截距,且L经过点(
问答题
12.
(I)试求曲线L的方程;
【正确答案】
设曲线L过点P(x,y)的切线方程为Y一y=y
'
(X一x),令X=0,则Y=-xy
'
+y,即它在y轴上的截距为-xy
'
+y。根据距离公式,点P(x,y)到坐标原点的距离为
。故由题设条件得
一xy
'
+y=
(x>0),
即得
y
'
=
(x>0),
此为一阶齐次微分方程,令y=μx,则
,代入上式,方程变为
【答案解析】
问答题
13.
(Ⅱ)求L位于第一象限部分的一条切线,使该切线与L以及两坐标轴所围图形面积最小。
【正确答案】
由(I)知曲线的方程为y=
一x
2
,则y
'
=一2x,点P(x,y)=P(x,
一x
2
),所以在点P处的切线方程为
Y一(
一x
2
)=一2x(X一x),
分别令X=0,Y=0,解得在y轴,x轴上的截距分别为x
2
+
。
此切线与两坐标轴围成的三角形面积为
A(x)=
(4x
2
+1)
2
,x>0。
由于该曲线在第一象限中与两坐标轴所围成的面积为定值,记为S
0
,于是题中所求的面积为
S(x)=A(x)一S
0
=
(4x
2
+1)
2
一S
0
,
求最值点时与S
0
无关,而
S
'
(x)=
,
令S
'
(x)=0,得x=
,S
'
(x)>0。
根据极值存在的第一充分条件知,x=
是S(x)在x>0时的唯一极小值点,即最小值点,于是所求切线方程为
【答案解析】
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