曲线 CC 的方程为 y=ax+bx2+cy = \frac{a}{x} + bx^2 + c,其中 aa,bb 和 cc 是常数。已知 CC 经过坐标为 (1,2)(1, 2) 的点,并在 x=−1x = -1 处与 xx 轴相交。在 x=0.5x = 0.5 的点处, CC 的斜率为 −1-1。求 aa,bb 和 cc 的值,并写出 CC 的方程。

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完整解法

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1. Form two equations using the known points $(1, 2)$ and $(-1, 0)$ on the curve.

The equation of the curve is y=ax+bx2+cy = \frac{a}{x} + bx^2 + c.

Substitute (1,2)(1, 2):
2=a1+b(1)2+c2 = \frac{a}{1} + b(1)^2 + c
a+b+c=2— (1)a + b + c = 2 \quad \text{--- (1)}

Since the curve intersects the xx-axis at x=−1x = -1, it passes through (−1,0)(-1, 0). Substitute (−1,0)(-1, 0):
0=a−1+b(−1)2+c0 = \frac{a}{-1} + b(-1)^2 + c
−a+b+c=0— (2)-a + b + c = 0 \quad \text{--- (2)}

2. Differentiate the equation of the curve to find an expression for the gradient.

Rewrite the equation as y=ax−1+bx2+cy = ax^{-1} + bx^2 + c.

Differentiating with respect to xx:
dydx=−ax−2+2bx\frac{dy}{dx} = -ax^{-2} + 2bx

3. Form a third equation using the given gradient condition.

Given that the gradient is −1-1 when x=0.5x = 0.5:
−a(0.5)−2+2b(0.5)=−1-a(0.5)^{-2} + 2b(0.5) = -1
−a(10.25)+b=−1-a\left(\frac{1}{0.25}\right) + b = -1
−4a+b=−1— (3)-4a + b = -1 \quad \text{--- (3)}

4. Solve the system of linear equations to find $a$, $b$, and $c$.

Subtract equation (2) from equation (1):
(a+b+c)−(−a+b+c)=2−0(a + b + c) - (-a + b + c) = 2 - 0
2a=2  ⟹  a=12a = 2 \implies a = 1

Substitute a=1a = 1 into equation (3):
−4(1)+b=−1-4(1) + b = -1
b=3b = 3

Substitute a=1a = 1 and b=3b = 3 into equation (1):
1+3+c=21 + 3 + c = 2
c=−2c = -2

5. State the values of the constants and the final equation of the curve.

The values are a=1a = 1, b=3b = 3, and c=−2c = -2.

Substituting these into the original equation, the equation of CC is:
y=1x+3x2−2y = \frac{1}{x} + 3x^2 - 2

答案

a=1a = 1, b=3b = 3, c=−2c = -2

Equation of CC: y=1x+3x2−2y = \frac{1}{x} + 3x^2 - 2

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