(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.