(1999年试题,五)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S
1
,区间[0,x]上以y=y(x)为曲线的曲边梯形面积记为S
2
,并设2S
1
一.S
2
恒为1,求曲线y=y(x)的方程.
【正确答案】
正确答案:根据题设,建立相应的微分方程并求解.由已知,在曲线y=y(x)上点(x,y)处的切线方程为Y一y=y’(x)(X一x),与x轴交点为
因为y(0)=1且y
"
(x)>0,则由函数导数符号与其单调性之间的关系知当x>0时,y(x)>0.又由题设,有
而已知2S
1
一S
2
=1,则
(1);(1)式对x求导,并化简得yy
""
=(y
"
)
2
(2)又由(1)式知y
"
(0)=1,从而曲线y(x)满足方程(2)及初始条件y(0)=y
"
(0)=1,令P=y
"
,则微分方程(2)化为
分离变量得
从而p=C
1
y,即
.再分离变量得
【答案解析】
解析:本题综合考查了曲线的切线、曲边梯形的面积、变上限函数求导、二阶可降阶微分方程的解法等知识点,有一定的难度和计算量.
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