问答题 设xOy平面的第一象限中有曲线Γ:y=y(x),过点A(0,),y'(x)>0.又M(x,y)为Γ上任意一点,满足:弧段的长度与点M处Γ的切线在x轴上的截距之差为
【正确答案】不显含x的二阶方程y"=f(y,y')的解法是作变量代换,得到,代入方程即可降阶求解.
(Ⅰ)先求出Γ在点M(x,y)处的切线方程.
Y-y(x)=y'(x)(X-x),
其中(X,Y)是切线上点的坐标.在切线方程中令Y=0,得x轴上截距

又弧段的长度为由题意得

这是积分、微分方程.两边对x求导,可化为二阶微分方程:

又由条件及式①,令x=0,得
,y'(0)=1.
因此初值问题为

问题①与②是等价的.
(Ⅱ)下面求解②.这是不显含x的二阶方程,作变换p=y',并以y为自变量得

分离变量得到

两边积分得

于是
时p=1,得c'=0.于是

将上面两式相减,得

再积分得
将坐标点代入式③求得
【答案解析】