设y=y(x)是一向上凸的连续曲线,其上任意一点(x,y)处的曲率为[*],且此曲线上点(0,1)处的切线方程为y=x+1.求该曲线的方程,并求函数y=y(x)的极值.
参考答案:由题设,由线上凸,因而y"<0.由曲率公式,得
[*]
化简得[*]
令p=y’,则P’=y",代入上式,得[*].此为可分离变量的方程,即[*]-dx,两边积分得arctanp=C1-x.又由已知曲线上点(0,1)处的切线方程为y=x+1,则曲线过点(0,1),且该点处y’|x=0=1,即p|x=0=1.代入上式,得C1=[*],所以[*].积分得
[*]
将点(0,1)代入上式,得 [*]
综上得所求曲线为[*]
又由[*],所以[*]因为lnx是严格递增的,且g(x)=[*]在[*]取极大值,[*],且
[*]
另有[*]
因而y=y(x)无极小值,当[*]时取得最大值[*]
解析:[考点提示] 曲率、二阶微分方程.