一道复杂的追击问题有物理竞赛经历的来!!!太难了!追击问题
以O为原点,OB为x轴负半轴,OA为y轴正半轴建立坐标系
设狗跑动的轨迹方程为y=y(x)
轨迹上任意一点的切线方程是:Y-y=y’(X-x)
因为狗的跑动方向始终朝着兔,设t时刻兔子所在位置是(0,80t)
则该点在切线上,80t-y=y’(0-x)----(1)
设狗的速度是兔的k倍,则80kdt=根号(1+y’?)dx---(2)
(1)式对x求导得:80dt/dx-y’=y’’(0-x)-y’
dt/dx=-xy’’/80
与(2)式联立得:-kxy’’=根号(1+y’?)
令z=y’,-kxz’=根号(1+z?)
dz/根号(1+z?)=(1/k)dx/(-x)
ln[z+根号(1+z?)]=(-1/k)ln(-x)+lnC1
z+根号(1+z?)=C1/[(-x)^(1/k)]
因为开始追时狗的速度方向没x轴正向,即y’|x=-200 = 0
代入条件z|x=-200 = 0 得,C1=200^(1/k)
z+根号(1+z?)=200^(1/k)/[(-x)^(1/k)],取倒数
-z+根号(1+z?)=[(-x)^(1/k)]/[200^(1/k)]
相减:z=(1/2){200^(1/k)/[(-x)^(1/k)]-[(-x)^(1/k)]/[200^(1/k)]}
积分:y=(1/2){-200^(1/k)[k/(k-1)](-x)^[(k-1)/k]+200^(-1/k)[k/(k+1)](-x)^[(k+1)/k]}+C2
代入初始条件:x=-200,y=0
0=(1/2){[-200k/(k-1)]+[200k/(k+1)]}+C2
解得:C2=200k/(k?-1)
猎狗跑动的轨迹方程是:
y=(1/2){-200^(1/k)[k/(k-1)](-x)^[(k-1)/k]+200^(-1/k)[k/(k+1)](-x)^[(k+1)/k]}+200k/(k?-1)