题目
Problem
The parametric equations of a curve are
x=t2−ln(2t+1),y=2t+1t.
Obtain a simplified expression for dxdy in terms of t.
(5)
题目中文翻译
一条曲线的参数方程为
x=t2−ln(2t+1),y=2t+1t.
求用 t 表示的 dxdy 的最简表达式。
(5)
原卷通用作答要求
Answer all questions. You should use a calculator where appropriate.
You must show all necessary working clearly; no marks will be given for unsupported answers from a calculator.
Give non-exact numerical answers correct to 3 significant figures, or 1 decimal place for angles in degrees, unless a different level of accuracy is specified in the question.
请回答所有题目。适当时应使用计算器。必须清楚展示所有必要的计算过程;仅给出计算器答案而没有过程,不予评分。除非题目另有精度要求,非精确数值答案保留 3 位有效数字,以度为单位的角度保留 1 位小数。
解答
解法一
思路
展开
分别对参数求导,再相除。分子先约成一,分母的二次式继续分解。
答题过程
展开
Differentiating with respect to t,
dtdx=2t−2t+12=2t+12(2t−1)(t+1),
and
dtdy=(2t+1)2(2t+1)−2t=(2t+1)21.
Hence
dxdy===dx/dtdy/dt(2t+1)212(2t−1)(t+1)2t+12(2t+1)(2t−1)(t+1)1.
The parameter domain is t>−1/2; the expression gives a finite gradient for t=1/2.
解法二
思路
展开
先从 y 解出参数,把 x 写成 y 的函数。求出 dx/dy 后取倒数,最后换回参数。
答题过程
展开
From y=t/(2t+1),
t=1−2yy,2t+1=1−2y1.
Thus
x=(1−2y)2y2+ln(1−2y).
Differentiating,
dydx===(1−2y)32y−1−2y2(1−2y)32y−2(1−2y)2(1−2y)3−2(1−4y)(1−y).
Therefore
dxdy=−2(1−4y)(1−y)(1−2y)3.
Substituting
1−2y=1−4y=1−y=2t+11,2t+11−2t,2t+1t+1
gives
dxdy=2(2t+1)(2t−1)(t+1)1.
Here t>−1/2, with t=1/2 for a finite gradient.