福建师范大学网络学院《常微分方程》期末考试
姓名:申琪
1、给定一阶微分方程dy2x:
dx
(1)求出它的通解;
解:由原式变形得:
dy2xdx
两边同时积分得
yx2C(2)求通过点(2,3)的特解;
解:将点(23)代入题(1)所求的得通解可得:
C1
即通过点(23)的特解为:
yx21
(3)求出与直线y2x3相切的解;解:依题意联立方程组:
yx2Cy2x3
故有:x22x3C0。由相切的条件可知:0,即2243C0解得C4故yx24为所求。
f(4)
求出满足条件
3
0
ydx
3
的解。
解:将
y
x2
C
代入
3dy0
3
,可得
C2
故yx22为所求。
2、求下列方程的解。
1)dy3xy
dx
解:dy3xy,3ydy3xdx,
dx
同时积分得,3y3xC,
2)dy2x3y3
dx3x3y1
解:依题意联立方程组:
2x3y303x3y10
解得:x2,y7。则令Xx2,Yy7。
3
3
故原式可变成:dY2x3y
dX3x3y
令uY,则dyXduudx,即有
X
2
33u6u3u2
du
dxx
两边同时积分,可得
26u
3u
2
12
C
X
fy7
将u3,Xx2代入上式可得:
x2
2
6y14x2
y72
3
x
322
1
2
C
x2
即上式为所求。
3、求解下列方程1dy2xy4x
dx解:由原式变形得:
dy2xdx
2y
两边同时积分得:l
2y1x2C即上式为原方程的解。
2xdyyexdx
解:先求其对应的齐次方程的通解:xdyy0
dx
进一步变形得:1dydx
y
两边同时积分得:ycex利用常数变异法,令ycxex是原方程的通解。
f有
x
d
cxexdx
y
ex
整理得:
dcx1dx
x
两边同时积分得
cxl
xc
故原方程的通解为:
yl
xcex
3dyyxy5dx
解:令zy4,代入方程整理得
z4z4x
解得
C
1
zx
4e4x
4
即y4Cx1
4e4x
4
44x2y2dx2x3y1dy0
解:由原式化简整理得:
4
y
32
dx3
x3dy
32
2
y
12
dy
0
3
两边同时积分得:
4
3
x3y2
1
4y2
C
0
3
4、叙述一阶微分方程的解的存在唯一性定理。
一阶微分方程
(1)
f其中
是在矩形域
上的连续函数。
定义1如果存在常数,使得不等式
函数
对于所有称为在上关于满足Lipschitz条件。
都成立,则
定理1如果
在上连续且关于满足Lipschitz条件,则
方程1存在唯一的解
,定义于区间
上,连续且满足
初始条件
,这里
,
。
5、求方程dyxy2通过点10的第二次近似解。
dx
解:令0x0
则
1xy0
x0
x
y02
dx
xxdx1x2
0
2
2xy0
x
x
0
12
xdx
x
x
1x22
dx
1
x2
1
x5
0
2
220
6、讨论方程dyy2通过点11的解和通过点3r