常微分习题答案 联系客服

发布时间 : 星期二 文章常微分习题答案更新完毕开始阅读

习题1.2

1.

dydx=2xy,并满足初始条件:x=0,y=1的特解。

解:

dy=2xdx 两边积分有:ln|y|=x2+c

yy=ex2+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= ex2.

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

dydy=-

1y2x?1dx

两边积分: -

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

1

yln|c(x?1)|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)|23.

dy?ydx=

1xy?x3y

2 解:原方程为:

dy1dx=

1?yyx?x3

1?y2dy=

1yx?x3dx

两边积分:x(1+x2)(1+y2)=cx2

4. (1+x)ydx+(1-y)xdy=0 解:原方程为:

1?yydy=-

x?1xdx

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:

1

dyx?ydx=-

x?y令yx=u 则dy=u+xdudxdx 代入有:

-

u?12du=

1xdx

u?1ln(u2+1)x2=c-2arctgu 即 ln(y2+x2)=c-2arctgyx2.

6. x

dy22dx-y+

x?y=0

解:原方程为:

dydx=

yx+

|x|y2x-1?(x)

则令

y=u dyxdx=u+ x

dudx

1 du=sgnx 1dx

1?u2xarcsin

yx=sgnx ln|x|+c

7. tgydx-ctgxdy=0 解:原方程为:

dy=

dx

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

1cccosx=

cosx 另外y=0也是原方程的解,而c=0时,y=0.

所以原方程的通解为sinycosx=c. 2?3x8

dydx+

eyy=0

dy2 解:原方程为:

xdx=

eyye3

2 e

3x-3e

?y2=c.

9.x(lnx-lny)dy-ydx=0 解:原方程为:

dydx=

yxln

yx 令ydyx=u ,则dx=u+ x

dudx

2

u+ x

dudx=ulnu

ln(lnu-1)=-ln|cx| 1+ln

yx=cy.

10.

dydx=ex?y

解:原方程为:

dydx=exe?y

ey=cex

11

dydx=(x+y)2

解:令x+y=u,则

dydx=

dudx-1

dudx-1=u2

11?u2du=dx

arctgu=x+c arctg(x+y)=x+c

12.

dydx=

1(x?y)2

解:令x+y=u,则dy=dudxdx-1

dudx-1=

1u2

u-arctgu=x+c y-arctg(x+y)=c. 13.

dy2x?y?1dx=

x?2y?1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: dydx=

x?y?5x?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(

1212y+2y)-d(

2x2+5x)=0

3

y2+4y+x2+10x-2xy=c. 15:

dydx=(x+1) 2+(4y+1) 2+8xy?1

解:原方程为:

dydx=(x+4y)2+3 令x+4y=u 则

dy=

1dudx4dx-

14

1du4dx-

14=u2+3

dudx=4 u2+13

u=32tg(6x+c)-1

tg(6x+c)=

23(x+4y+1).

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

2) xdy=2?x2 y2 ydx2-x2y2

证明: 令xy=u,则xdydudx+y=

dx

则dydx=

1duuxdx-x2,有:

xduudx=f(u)+1

1du=1xdx

u(f(u)?1) 所以原方程可化为变量分离方程。

1) 令xy=u 则

dy1dudx=

xdx-

ux2 (1)

原方程可化为:

dy=

ydxx[1+(xy)2] (2) 将1代入2式有:1du-uu2xdxx2=

x(1+u)

u=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:

4