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壹道復雜的追擊問題有物理競賽經歷的來!!!太難了!追擊問題

以O為原點,OB為x軸負半軸,OA為y軸正半軸建立坐標系

設狗跑動的軌跡方程為y=y(x)

軌跡上任意壹點的切線方程是:Y-y=y’(X-x)

因為狗的跑動方向始終朝著兔,設t時刻兔子所在位置是(0,80t)

則該點在切線上,80t-y=y’(0-x)----(1)

設狗的速度是兔的k倍,則80kdt=根號(1+y’?)dx---(2)

(1)式對x求導得:80dt/dx-y’=y’’(0-x)-y’

dt/dx=-xy’’/80

與(2)式聯立得:-kxy’’=根號(1+y’?)

令z=y’,-kxz’=根號(1+z?)

dz/根號(1+z?)=(1/k)dx/(-x)

ln[z+根號(1+z?)]=(-1/k)ln(-x)+lnC1

z+根號(1+z?)=C1/[(-x)^(1/k)]

因為開始追時狗的速度方向沒x軸正向,即y’|x=-200 = 0

代入條件z|x=-200 = 0 得,C1=200^(1/k)

z+根號(1+z?)=200^(1/k)/[(-x)^(1/k)],取倒數

-z+根號(1+z?)=[(-x)^(1/k)]/[200^(1/k)]

相減:z=(1/2){200^(1/k)/[(-x)^(1/k)]-[(-x)^(1/k)]/[200^(1/k)]}

積分:y=(1/2){-200^(1/k)[k/(k-1)](-x)^[(k-1)/k]+200^(-1/k)[k/(k+1)](-x)^[(k+1)/k]}+C2

代入初始條件:x=-200,y=0

0=(1/2){[-200k/(k-1)]+[200k/(k+1)]}+C2

解得:C2=200k/(k?-1)

獵狗跑動的軌跡方程是:

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)

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