函数满足微分方程,且。
- (1) 求;
- (2) 设为曲线上的一点,曲线在点处的法线在轴上的截距为。为使最小,求的坐标。
在 上将方程除以 ,得 。积分因子为 ,所以
因此 。利用 ,得 ,即 ,故 ,。此时 ,代回得 ,初值也满足。
将原式写成 。初值处 ,在该分支上分离变量,得 。积分得 ,即 。代入初值得 ,所以 。该解在 上始终有 ;分离时排除的常解 不符合初值。
(1)将法线截距表示为点的横坐标函数。设 ,其中 。切线斜率为 ,故法线斜率为 。法线方程为 ,令 ,得
(2)求截距最小值。对 求导,得
分母恒正,所以 时导数为负, 时为正, 为唯一最小值点。并且两端 、 时截距都趋于正无穷。
(3)求点的坐标。由 ,得所求点 ;此时最小截距为 。