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常微分方程第三版课后知识题目解析

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* *

习题1.2

1.

dy=2xy,并满足初始条件:x=0,y=1的特解。 dxdy=2xdx 两边积分有:ln|y|=x2+c yx2解:

y=e+ec=cex2另外y=0也是原方程的解,c=0时,y=0

原方程的通解为y= cex2,x=0 y=1时 c=1 特解为y= e

2. y2dx+(x+1)dy=0 并求满足初始条件:x=0,y=1的特解。 解:y2dx=-(x+1)dy

x2.

dy1dy=-dx 2yx?1两边积分: -

11=-ln|x+1|+ln|c| y=

ln|c(x?1)|y另外y=0,x=-1也是原方程的解 x=0,y=1时 c=e 特解:y=

1

ln|c(x?1)|dy1?y23.= 3dxxy?xydy1?y21 解:原方程为:=

yx?x3dx1?y21dy=dx 3yx?x两边积分:x(1+x)(1+y)=cx

4. (1+x)ydx+(1-y)xdy=0 解:原方程为:

2221?yx?1dy=-dx

yx* *

两边积分:ln|xy|+x-y=c 另外 x=0,y=0也是原方程的解。

5.(y+x)dy+(x-y)dx=0 解:原方程为:

x?ydy=- x?ydxdyduy=u 则=u+x 代入有:

dxdxxu?11-2du=dx

xu?1令

ln(u2+1)x2=c-2arctgu 即 ln(y+x)=c-2arctg6. x

22y. x2dy-y+x2?y2=0 dxy2dyy|x|=+-1?()

xdxxx 解:原方程为:

则令

dyduy=u =u+ x

dxdxx du=sgnx

11?u2arcsin

1dx xy=sgnx ln|x|+c x7. tgydx-ctgxdy=0 解:原方程为:

dxdy= tgyctgx两边积分:ln|siny|=-ln|cosx|-ln|c| siny=

1c= 另外y=0也是原方程的解,而c=0时,y=0.

ccosxcosx所以原方程的通解为sinycosx=c.

* *

dyey?3x8 +=0 dxy 解:原方程为:

2 e3x-3e

2dye=e3x dxy=c.

y2?y29.x(lnx-lny)dy-ydx=0 解:原方程为:

dyyy=ln dxxxdyduy令=u ,则=u+ x

dxdxx u+ x

du=ulnu dxln(lnu-1)=-ln|cx| 1+ln

10.

y=cy. xdyx?y=e dxdyx?y=ee dx 解:原方程为:

e=ce

11

yxdy2=(x+y) dxdydu=-1 dxdx 解:令x+y=u,则

du2-1=u dx1du=dx 1?u2arctgu=x+c arctg(x+y)=x+c

12.

1dy= 2dx(x?y)* *

解:令x+y=u,则

dydu=-1 dxdxdu1-1=2 dxu u-arctgu=x+c y-arctg(x+y)=c. 13.

dy2x?y?1= x?2y?1dx解: 原方程为:(x-2y+1)dy=(2x-y+1)dx xdy+ydx-(2y-1)dy-(2x+1)dx=0 dxy-d(y2-y)-dx2+x=c xy-y2+y-x2-x=c

14:

dyx?y?5= dxx?y?2解:原方程为:(x-y-2)dy=(x-y+5)dx xdy+ydx-(y+2)dy-(x+5)dx=0 dxy-d(

21212y+2y)-d(x+5x)=0 222 y+4y+x+10x-2xy=c.

dy22=(x+1) +(4y+1) +8xy?1 dxdy2 解:原方程为:=(x+4y)+3

dxdy1du1令x+4y=u 则=-

dx4dx41du12-=u+3 4dx4du2=4 u+13 dx3u=tg(6x+c)-1

22tg(6x+c)=(x+4y+1).

315:

* *

16:证明方程

xdy=f(xy),经变换xy=u可化为变量分离方程,并由此求下列方程: ydx1) y(1+x2y2)dx=xdy

xdy2?x2 y2 2) =

ydx2-x2y2dydu+y= dxdxdy1duu 则=-2,有:

dxxdxxxdu =f(u)+1

udx 证明: 令xy=u,则x

11du=dx

u(f(u)?1)x 所以原方程可化为变量分离方程。

1) 令xy=u 则

dy1duu=- (1) dxxdxx2dyy2原方程可化为:=[1+(xy)] (2)

dxx1duuu2将1代入2式有:-2=(1+u)

xdxxxu=u2?2+cx

17.求一曲线,使它的切线坐标轴间的部分初切点分成相等的部分。

解:设(x +y )为所求曲线上任意一点,则切线方程为:y=y’(x- x )+ y 则与x轴,y轴交点分别为: x= x0 -

y0 y= y0 - x0 y’ y'y0 所以 xy=c y' 则 x=2 x0 = x0 -

18.求曲线上任意一点切线与该点的向径夹角为0的曲线方程,其中? =解:由题意得:y’=

? 。 41y1 dy= dx

yxx

常微分方程第三版课后知识题目解析

**习题1.21.dy=2xy,并满足初始条件:x=0,y=1的特解。dxdy=2xdx两边积分有:ln|y|=x2+cyx2解:y=e+ec=cex2另外y=0也是原方程的解,c=0时,y=0原方程的通解为y=cex2,x=0y=1时c=1特解为y=e2.y2dx+(x+1)
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