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楼主: BeerRabbit

[讨论] 能否找到其他更符合条件的曲线?

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发表于 2014-6-11 18:41:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 282842712474 于 2014-6-11 20:50 编辑

这种题目是相当容易的,我们只需要考虑那两条直线组成的分段函数,有
$$y'=1,x>1\qquad y'=0,x<1$$
这正好是一个单位阶跃函数$\theta(x-1)$。
在网上找到单位阶跃函数的连续函数逼近http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5 ... 3%E5%87%BD%E6%95%B0
比如
$$\theta(x-1)=\lim_{k\to+\infty}\frac{1}{e^{-k(x-1)}+1}$$
积分之得
$$y=x-1+\frac{\ln(1+e^{-k(x-1)})}{k}$$
只需要稍微平移就可以使得y(0)=0,且不改变渐近线(这个过程在几何上是很直观的),就满足题目了。
(如果不要求y(0)=0,那么上面的方程就满足提议了)

补充内容 (2014-6-19 11:52):
关于“只需要稍微平移就可以使得y(0)=0,且不改变渐近线——是否能详细给出结果?”
参考13#
http://bbs.emath.ac.cn/forum.php ... 4144&fromuid=70

点评

只需要稍微平移就可以使得y(0)=0,且不改变渐近线——是否能详细给出结果?  发表于 2014-6-19 11:26
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2014-6-11 20:21:40 | 显示全部楼层
本帖最后由 282842712474 于 2014-6-11 20:47 编辑

另外,还可以从双曲线出发考虑,先考虑曲线
$$y=\sqrt{\beta+(\tan^2\alpha)  x^2},\quad \alpha=\frac{\pi}{8}$$
然后旋转$\alpha$角即可。
$$(\cos\alpha+i\sin\alpha)(x+\rm{i}\sqrt{\beta+(\tan^2\alpha)  x^2})=x\cos\alpha-\sin\alpha\sqrt{\beta+(\tan^2\alpha)  x^2}+\rm{i}\left(x\sin\alpha+\cos\alpha\sqrt{\beta+(\tan^2\alpha)  x^2}\right)$$
则满足题意的曲线参数方程为
$$x=t\cos\alpha-\sin\alpha\sqrt{\beta+(\tan^2\alpha)  t^2}+x_0,\quad y=t\sin\alpha+\cos\alpha\sqrt{\beta+(\tan^2\alpha)  t^2}+y_0$$
其渐近线为
$$y-y_0=\tan 2\alpha (x-x_0)=x-x_0$$
要求
$$y_0-x_0=-1$$
然后再根据y(0)=0就可以确定$x_0,y_0$。

此时就是$\beta$越接近于0越符合题意了。
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 楼主| 发表于 2014-6-19 10:44:57 | 显示全部楼层
282842712474 发表于 2014-6-11 18:41
这种题目是相当容易的,我们只需要考虑那两条直线组成的分段函数,有
$$y'=1,x>1\qquad y'=0,x

通过把整个曲线沿着(-1,-1)方向平移,得到了理想的结果。
下面是 k 从 1 变化到 20 的效果
Sub.gif
毋因群疑而阻独见  毋任己意而废人言
毋私小惠而伤大体  毋借公论以快私情
发表于 2014-6-19 11:56:26 | 显示全部楼层
BeerRabbit 发表于 2014-6-19 10:44
通过把整个曲线沿着(-1,-1)方向平移,得到了理想的结果。
下面是 k 从 1 变化到 20 的效果

正是如此。这个平移应当是很直观的,就是把整条曲线沿着y=x-1向左下方滑动一点,使得y(0)=0即可。(本来y(0)略大于0)
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