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文檔簡介
習題6-11.指出下列各微分方程的階數:(1);一階 (2);二階(3);三階 (4).一階2.指出下列各題中的函數是否為所給微分方程的解:;解:由得代入方程得故是方程的解.;解:代入方程得.故是方程的解.;解:代入方程得.故不是方程的解.解:代入方程得故是方程的解.3.在下列各題中,驗證所給函數(隱函數)為所給微分方程的解:證:方程兩端對x求導:得代入微分方程,等式恒成立.故是微分方程的解.證:方程兩端對x求導:(*)得.(*)式兩端對x再求導得將代入到微分方程,等式恒成立,故是微分方程的解.習題6-21.從下列各題中的曲線族里,找出滿足所給的初始條件的曲線:(1);解:當時,y=5.故C=-25故所求曲線為:(2)(為常數),.解:當x=0時,y=0故有.又當x=0時,.故有.故所求曲線為:.2.求下列各微分方程的通解:;解:分離變量,得積分得得.解:分離變量,得積分得得通解:;解:分離變量,得積分得得通解為.;解:分離變量,得積分得得通解為;解:分離變量,得積分得得通解為;解:積分得得通解為.;解:分離變量,得積分得即為通解..解:分離變量,得積分得得通解為:.3.求下列各微分方程滿足所給初始條件的特解:;解:分離變量,得積分得.以代入上式得故方程特解為..解:分離變量,得積分得將代入上式得故所求特解為.4.求下列齊次方程的通解:;解:令原方程變為兩端積分得即通解為:;解:令,則原方程變為積分得即方程通解為解:令,則原方程變為即積分得故方程通解為;解:令,則原方程變為即積分得以代替u,并整理得方程通解為.;解:令,則原方程變為分離變量,得積分得以代替u,并整理得方程通解為到解:即令,則,原方程可變為即分離變量,得積分得.即以代入上式,得即方程通解為.5.求下列各齊次方程滿足所給初始條件的特解:;解:令,則得分離變量,得積分得即得方程通解為以x=0,y=1代入上式得c=1.故所求特解為..解:設,則原方程可變為積分得.得方程通解為以x=1,y=2代入上式得c=e2.故所求特解為.6.利用適當的變換化下列方程為齊次方程,并求出通解:利用適當的變換化下列方程為齊次方程,并求出通解:解:設,則原方程化為令代回并整理得.解:作變量替換,令原方程化為令,則得分離變量,得積分得即代回并整理得;解:作變量替換則原方程化為代回并整理得.解:令則原方程可化為分離變量,得積分得故原方程通解為7.求下列線性微分方程的通解:;解:由通解公式;解:方程可化為由通解公式得解:;解:.;解:方程可化為解:方程可化為8.求下列線性微分方程滿足所給初始條件的特解:;解:以代入上式得,故所求特解為..解:以x=1,y=0代入上式,得.故所求特解為.9.求下列伯努利方程的通解:解:令,則有即為原方程通解..解:令.即為原方程通解.習題6-31.求下列各微分方程的通解:;解:方程兩邊連續積分兩次得;解:積分得;解:令,則原方程變為故.;解:設,則原方程可化為即由p=0知y=c,這是原方程的一個解.當時,解:;解:;解:令,則得得故..解:令,則.原方程可化為2.求下列各微分方程滿足所給初始條件的特解:;解:令,則,原方程可化為由知,,從而有由,得故或.;解:令,則.原方程可化為則以代入上式得則當x=1時,y=0代入得故所求特解為.;解:當,得以x=0,y=0代入上式得故所求特解為.;解:令,則.原方程可化為以代入上式得.以x=0,y=1代入上式得故所求特解為;解:令,則.原方程可化為即積分得以代入上式得,則以x=0,y=0代入得,故所求特解為即.即..解:令原方程可化為以代入得故由于.故,即積分得以x=0,y=1代入得故所求特解為.習題6-41.驗證及都是方程的解,并寫出該方程的通解.2.已知函數都是某二階線性非齊方程的解,求該方程的通解.*3.用觀察法求下列方程的一個非零特解,用劉維爾公式求第二個特解,然后寫出通解.(1) (2)4.求方程的通解.習題6-51.求下列微分方程的通解:;解:特征方程為解得故原方程通解為;解:特征方程為解得故原方程通解為;解:特征方程為解得故原方程通解為.;解:特征方程為解得故原方程通解為.;解:特征方程為解得故原方程通解為.解:特征方程為解得故原方程通解為.2.求下列微分方程滿足所給初始條件的特解:;解:特征方程為解得通解為由初始條件得故方程所求特解為.解:特征方程為解得通解為由初始條件得故方程所求特解為.解:特征方程為解得通解為由初始條件得故方程所求特解為..解:特征方程為解得通解為由初始條件得故方程所求特解為.3.求下列各微分方程的通解:;解:得相應齊次方程的通解為令特解為,代入原方程得,解得,故,故原方程通解為.;解:對應齊次方程通解為令,代入原方程得比較等式兩邊系數得則故方程所求通解為.;解:,對應齊次方程通解為令代入原方程得解得則故所求通解為.;解:相應齊次方程的通解為令,代入原方程并整理得得則故所求通解為.;解:相應齊次方程通解為令代入原方程得得則故所求通解為.解:對應齊次方程通解為令代入原方程得故原方程通解為.習題6-61.求下列微分方程的通解:(1) (2)(3)(4)2.求下列微分方程的通解:(1) (2)(3) (4)習題6-7*求下列歐拉方程的通解:(1);(2).(3);(4).(5);(6).解:(1)作變換,即t=lnx,原方程變為即特征方程為故.(2)設,則原方程化為①特征方程為故①所對應齊次方程的通解為又設為①的特解,代入①化簡得,故(3)(4)(5)(6)習題六1.填空題(1)微分方程滿足的特解為.(2)設為連續函數,且滿足方程,則的表達式為.(3)已知是某二階常系數非齊線性微分方程的3個解,則該方程的通解.(4)微分方程滿足的解為.(5)二階常系數非齊次線性微分方程的通解為y=.2.選擇題(1)設曲線的方程為,在上任一點處的切線與點到原點的連線垂直,若為任意正數,則的方程為().A. B.C. D.(2)設微分方程,則(其中為任意常數)().A.是這個方程的通解 B.是這個方程的特解C.不是這個方程的解 D.是這個方程的解,但既非它的通解也非它的特解(3)設線性無關的函數都是二階非齊次線性方程的解,是任意常數則該非齊方程的通解是().A. B.C.D.微分方程的一個特解形式是(A).A.B.C.D.(5)在下列微分方程中,以(為任意常數)為通解的是().A.B.C.D.3.求解初值問題4.設是微分方程的一個特解,且當時,是與等價的無窮小量,求此特解.5.求下列微分方程的通解:(1);(2);(3);(4)(5)(6).解:(5)由方程的特征方程解得特征根所以方程的通解為設的特解為,則,.代入原方程,解得,故特解為,所以原方程的通解為.6.在研究某種傳染病在一孤立環境條件下傳播時,把人群分成未感染者(健康人)和已感染者(病人)兩類.當健康人與病人有效接觸后受感染變成病人;病人治愈成為健康人后,健康人可再次被感染.設該環境下人群總人數為常數,假設:(=1\*ROMANI)在時刻健康人和病人數占總人數的比例分別為和;(=2\*ROMANII)在單位時間內,健康人受感染成為病人的人數為;(=3\*ROMANIII)在單位時間內,被治愈的病人數占病人總數的比例為常數.稱為接觸率,為治愈率,,.已知.(1)試建立函數的微分方程(將視為的連續可微函數);(2)當時,求解該方程,計算,并說明此極限結果的實際意義.解:(1)有題意,在時刻
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