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已知f″(x)在闭区间[-1,1]上连续且恒正,f+′(-1)=-3,f-′(1)=1,曲线y=f(x)在对应于区间[-1,1]上的弧长为7π8,则曲线y=f(x)在对应于区间[-1,1]上的一段弧上的平均曲率为.K=2323.

题目详情
已知f″(x)在闭区间[-1,1]上连续且恒正,f+′(-1)=-
3
,f-′(1)=1,曲线y=f(x)在对应于区间[-1,1]上的弧长为
8
,则曲线y=f(x)在对应于区间[-1,1]上的一段弧上的平均曲率为
.
K
=
2
3
2
3
▼优质解答
答案和解析
记曲线y=f(x)对应于区间[-1,x]的弧长为s,记曲线在点P(x,f(x))处的切线的倾角为α(s),
则当s=0,即x=-1时,α(0)=arctan1=
π
4

当s=L=
8
,即x=1时,α(0)=arctan(-
3
)=-
π
3

因为f″(x)>0,所以K(s)=α′(s).
从而,
.
K
=
1
L
L
0
K(s)ds 
=
1
L
∫ 
L
0
α′(s)ds
=
1
L
(α(L)−α(0))
=
1
8
(
π
4
−(−
π
3
))
=
2
3

故答案为:
2
3