高数微分方程问题求满足下列条件的特解y'=y/x+sin(y/x),y|(x=1)=π/2答案是:y=2xarctanx,求过程

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/12 16:53:13
高数微分方程问题求满足下列条件的特解y'=y/x+sin(y/x),y|(x=1)=π/2答案是:y=2xarctanx,求过程

高数微分方程问题求满足下列条件的特解y'=y/x+sin(y/x),y|(x=1)=π/2答案是:y=2xarctanx,求过程
高数微分方程问题
求满足下列条件的特解
y'=y/x+sin(y/x),y|(x=1)=π/2
答案是:y=2xarctanx,求过程

高数微分方程问题求满足下列条件的特解y'=y/x+sin(y/x),y|(x=1)=π/2答案是:y=2xarctanx,求过程
方程是齐次方程,令u=y/x,则y=ux,dy/dx=u+xdu/dx,方程化为:u+xdu/dx=u+sinu,xdu/dx=sinu,分离变量cscudu=dx/x,两边积分,lntan(u/2)=lnc+lnC,所以tan(u/2)=Cx,所以原方程的通解是tan(y/(2x))=Cx,或者y=2xarctan(Cx).
由初始条件得C=1,所以特解是y=2xarctanx.
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cscu积分时,结果也可以写作ln(cscu-cotu),这样通解就是csc(y/x)-cot(y/x)=Cx,C=1,特解是csc(y/x)-cot(y/x)=x,或者再进一步化简

y=e^x y'=e^x y''=e^x
y''+p(x)y'+q(x)y=e^x(1+p(x)+q(x))≡0
∴y=e^x是所给微分方程的一个特解。
y=x y'=1 y''=0
y''+p(x)y'+q(x)y=p(x)+xq(x)≡0
∴y=x是所给微分方程的一个特解。
通解为:y=C1e^x+C2x
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