题目
设曲线在点 (x, y)处的切线斜率等于该点横坐标的平方,该曲线所满足的微分方程是 (); 过点 (1, 3)的曲线方程为 ().A. y' = x^2; y = (1)/(3)x^3 + (8)/(3)B. y' = x^2; y = (1)/(3)x^3 + (1)/(3)C. y' = x^3; y = (1)/(3)x^3 + (1)/(3)D. y' = x^3; y = (1)/(3)x^3 + (8)/(3)
设曲线在点 (x, y)处的切线斜率等于该点横坐标的平方,该曲线所满足的微分方程是 (); 过点 (1, 3)的曲线方程为 ().
A. $y' = x^2; y = \frac{1}{3}x^3 + \frac{8}{3}$
B. $y' = x^2; y = \frac{1}{3}x^3 + \frac{1}{3}$
C. $y' = x^3; y = \frac{1}{3}x^3 + \frac{1}{3}$
D. $y' = x^3; y = \frac{1}{3}x^3 + \frac{8}{3}$
题目解答
答案
A. $y' = x^2; y = \frac{1}{3}x^3 + \frac{8}{3}$
解析
考查要点:本题主要考查导数的几何意义、微分方程的建立以及利用初始条件求解特解的能力。
解题核心思路:
- 根据斜率与横坐标的关系建立微分方程:曲线在点$(x, y)$处的切线斜率即为该点的导数$y'$,题目中给出斜率等于$x^2$,因此微分方程为$y' = x^2$。
- 求解微分方程:通过积分求出通解,再代入已知点$(1, 3)$确定积分常数,得到特解。
破题关键点:
- 正确建立微分方程:明确斜率与导数的关系。
- 准确积分:对$x^2$积分时注意系数和常数项。
- 代入初始条件:通过点$(1, 3)$求出积分常数。
第一步:建立微分方程
题目中明确说明切线斜率等于横坐标的平方,即:
$y' = x^2$
第二步:求解微分方程
对微分方程$y' = x^2$两边积分:
$\int y' \, dx = \int x^2 \, dx \implies y = \frac{1}{3}x^3 + C$
其中$C$为积分常数。
第三步:代入初始条件求特解
将点$(1, 3)$代入通解:
$3 = \frac{1}{3}(1)^3 + C \implies 3 = \frac{1}{3} + C \implies C = 3 - \frac{1}{3} = \frac{8}{3}$
因此,曲线方程为:
$y = \frac{1}{3}x^3 + \frac{8}{3}$
第四步:匹配选项
选项中满足微分方程$y' = x^2$且特解为$y = \frac{1}{3}x^3 + \frac{8}{3}$的是选项A。