设y=ex是微分方程xy′+p(x)y=x的一个解,求此微分方程满足条件y|x=ln2=0的特解.
问题描述:
设y=ex是微分方程xy′+p(x)y=x的一个解,求此微分方程满足条件y|x=ln2=0的特解.
答
把 y=ex 代入原微分方程可得,P(x)=xe-x-x,
代入可得,原微分方程为
xy′+(xe-x-x)y=x,
化简可得,
y′+(e-x-1)y=1.
因为一阶微分方程 y′+P(x)y=Q(x) 的通解公式为
y=e-∫p(x)dx(∫Q(x)e∫p(x)dxdx+C),
故原方程的通解为
y=e−∫(e−x−1)dx(∫e∫(e−x−1)dxdx+C)
=ee−x+x(∫e−e−x−xdx+C)
=ee−x+x(∫e−e−xd(−e−x)+C)
=ex+Cee−x+x.
由条件 y|x=ln2=0 可得,C=−
e−1 2
.1 2
∴所求特解为 y=ex+ex+e−x−
.1 2
答案解析:利用已知条件,首先求出p(x)的表达式,然后利用一阶线性微分方程的通解公式求出微分方程的通解,最后由初值条件求得特解.
考试点:微分方程的显式解、隐式解、通解和特解;一阶线性微分方程的求解.
知识点:本题考察了微分方程的解的概念以及一阶线性微分方程的求解公式.一阶线性微分方程的通解公式是常考知识点,需要熟练掌握.