设f(x)具有二阶连续函数,f(0)=0,f′(0)=1,且[xy(x+y)-f(x)y]dx+[f′(x)+x2y]d
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/05 08:04:45
设f(x)具有二阶连续函数,f(0)=0,f′(0)=1,且[xy(x+y)-f(x)y]dx+[f′(x)+x2y]dy=0为一全微分方程,求f(x)及此全微分方程的通解.
因为 Pdx+Q dy=0 是全微分方程的一个必要条件是:
∂P
∂y=
∂Q
∂x,
所以
x2+2xy-f(x)=f″(x)+2xy,
即:
f″(x)+f(x)=x2. (1)
因为齐次微分方程 f″(x)-f(x)=0 的特征方程为 λ2+1=0,
特征根为 λ1,2=±i,
所以 f″(x)-f(x)=0 的通解为 f1(x)=C1cosx+C2sinx.
因为非齐次项为 x2,且 λ=0 不是特征方程的根,
故设方程(1)的一个特解为 y*=Ax2+Bx+C.
代入(1)可得,A=1,B=0,C=-2,
所以 y*=x2-2.
故方程 (1)的通解为 f(x)=C1cosx+C2sinx-x2-2.
因为 f(0)=0,f′(0)=1,解得 C1=2,C2=1.
所以 f(x)=2cosx+sinx+x2-2.
故要求解的方程为
0=[xy(x+y)-f(x)y]dx+[f′(x)+x2y]dy
=[(2cosx+sinx)y+xy2+2y]dx+[-2sinx+cosx-2x+x2y]dy
=[(2cosx+sinx)y dx+(-2sinx+cosx)dy]+(xy2dx+x2ydy)-2(ydx+xdy)
=d[(cosx-2sinx)y]+
1
2d(x2y2)-d(xy)
=d((cosx−2sinx)y+
1
2x2y2+2xy).
所以 (cosx-2sinx)y+
1
2x2y2+2xy=C.
故 f(x)=2cosx+sinx+x2-2,
所求通解为
(cosx-2sinx)y+
1
2x2y2+2xy=C.
∂P
∂y=
∂Q
∂x,
所以
x2+2xy-f(x)=f″(x)+2xy,
即:
f″(x)+f(x)=x2. (1)
因为齐次微分方程 f″(x)-f(x)=0 的特征方程为 λ2+1=0,
特征根为 λ1,2=±i,
所以 f″(x)-f(x)=0 的通解为 f1(x)=C1cosx+C2sinx.
因为非齐次项为 x2,且 λ=0 不是特征方程的根,
故设方程(1)的一个特解为 y*=Ax2+Bx+C.
代入(1)可得,A=1,B=0,C=-2,
所以 y*=x2-2.
故方程 (1)的通解为 f(x)=C1cosx+C2sinx-x2-2.
因为 f(0)=0,f′(0)=1,解得 C1=2,C2=1.
所以 f(x)=2cosx+sinx+x2-2.
故要求解的方程为
0=[xy(x+y)-f(x)y]dx+[f′(x)+x2y]dy
=[(2cosx+sinx)y+xy2+2y]dx+[-2sinx+cosx-2x+x2y]dy
=[(2cosx+sinx)y dx+(-2sinx+cosx)dy]+(xy2dx+x2ydy)-2(ydx+xdy)
=d[(cosx-2sinx)y]+
1
2d(x2y2)-d(xy)
=d((cosx−2sinx)y+
1
2x2y2+2xy).
所以 (cosx-2sinx)y+
1
2x2y2+2xy=C.
故 f(x)=2cosx+sinx+x2-2,
所求通解为
(cosx-2sinx)y+
1
2x2y2+2xy=C.
设f(x)具有二阶连续函数,f(0)=0,f′(0)=1,且[xy(x+y)-f(x)y]dx+[f′(x)+x2y]d
f(x)具有二阶连续导数,f(0)=1,f'(0)=-1,且[xy(x+y)-f(x)y]dx+[f'(x)+x^2y]
设f(x)为连续函数,且满足f(x)=3x^2-x∫(1,0)f(x)dx求f(x)
设f(x)具有二阶连续导数,f(0)=f'(0)=0,且使得[xy(1+y)+f'(x)y]dx+[f'(x)+x^2y
设函数f(x)满足f(0)=1,且对任意x,y属于R,都有f(xy+1)=f(x)乘f(y)减f(y)减x加2.求f(x
设函数f(x)具有二阶导数,并满足f(x)=-f(-x),且f(x)=f(x+1).若f′(1)>0,则( )
设函数f(x)在定义域(0,+∞)上为减函数,且f(xy)=f(x)+f(y).f(1/3)=1
求解一题高数题!设f(x)是连续函数,且f(x)=x+2ʃ(1到0)f(t)dt,则f(x)=( )A(x^2
设函数F(X)具有二阶连续导数,且满足F(X)=[微分(上限X下限0)F(1-t)dt]+1,求F(X)
设函数f(x)满足f(0)=1,且对任意X,Y属于R都有F(xy+1)=f(x)*f(y)-f(y)-x+2 求(FX)
f(x) 在定义域(0,正无穷)上是增函数,满足f(2)=1,f(xy)=f(x)+f(y).求不等式f(x)+f(x-
已知函数f(x)的定义域是(0,正无穷),当x>1时,f(x)>0,且f(xy)=f(x)+f(y).