题目
若y1(x)与y1(x)是微分方程y1(x)的两个不同解,下列命题:(1)y1(x)一定是上述方程的解;(2)y1(x)一定是上述方程的解;(3)y1(x)一定是上述方程的解;(4)y1(x)一定是上述方程的通解;其中正确的命题个数为:A.1B.2C.3D.4
若与
是微分方程
的两个不同解,
下列命题:
(1)一定是上述方程的解;
(2)一定是上述方程的解;
(3)一定是上述方程的解;
(4)一定是上述方程的通解;
其中正确的命题个数为:
A.1
B.2
C.3
D.4
题目解答
答案
答案:C
解析:
∴与
是微分方程
的两个不同解,
∴
(①式)
(②式)成立。
对于命题(1):
将代入微分方程中则有
成立。因此是微分方程的解。命题(1)正确
对于命题(2):
将①式与②式相加则有
。因此
是微分方程的解。命题(2)正确
对于命题(3):
与命题(1)同理可以得到,
都是微分方程的解。
因此与命题(2)同理可以得到是微分方程的解。命题(3)正确
对于命题(4):
若与
是微分方程的两个不同解,并且
与
线性无关,则有
是微分方程的通解。
因无法判断与
是否线性无关,因此
不一定是微分方程的通解。命题(4)不正确。
综上所述正确的命题有(1)(2)(3)三个。故选C
解析
步骤 1:验证命题(1)
将2y1(x)代入微分方程y''+P(x)y'+Q(x)y=0中,得到
$2{y}_{1}^{11}+2P(x){y}_{1}^{1}+2Q(x){y}_{1}$
$=2[ {y}_{1}^{11}+P(x){y}_{1}^{1}+Q(x){y}_{1}] =0$
由于y1(x)是微分方程的解,所以${y}_{1}^{11}+P(x){y}_{1}^{1}+Q(x){y}_{1}=0$,因此2y1(x)也是微分方程的解。命题(1)正确。
步骤 2:验证命题(2)
将y1(x)和${y}_{2}(x)$代入微分方程y''+P(x)y'+Q(x)y=0中,得到
${y}_{1}^{11}+P(x){y}_{1}^{1}+Q(x){y}_{1}=0$
${y}_{2}^{11}+P(x){y}_{2}^{1}+Q(x){y}_{2}=0$
将这两个方程相加,得到
${y}_{1}^{11}+P(x){y}_{1}^{1}+Q(x){y}_{1}+{y}_{2}^{11}+P(x){y}_{2}^{1}+Q(x){y}_{2}$
$=({y}_{1}^{11}+{y}_{2}^{11})+P(x)({y}_{1}^{1}+{y}_{2}^{1})+Q(x)({y}_{1}+{y}_{2})$
$=0$
因此${y}_{1}(x)+{y}_{2}(x)$也是微分方程的解。命题(2)正确。
步骤 3:验证命题(3)
与命题(1)同理,可以得到${C}_{1}{y}_{1}(x)$和${C}_{2}{y}_{2}(x)$都是微分方程的解。因此,与命题(2)同理,可以得到${C}_{1}{y}_{1}(x)+{C}_{2}{y}_{2}(x)$也是微分方程的解。命题(3)正确。
步骤 4:验证命题(4)
若y1(x)与${y}_{2}(x)$是微分方程的两个不同解,并且y1(x)与${y}_{2}(x)$线性无关,则有${C}_{1}{y}_{1}(x)+{C}_{2}{y}_{2}(x)$是微分方程的通解。但是,题目中没有给出y1(x)与${y}_{2}(x)$线性无关的条件,因此${C}_{1}{y}_{1}(x)+{C}_{2}{y}_{2}(x)$不一定是微分方程的通解。命题(4)不正确。
将2y1(x)代入微分方程y''+P(x)y'+Q(x)y=0中,得到
$2{y}_{1}^{11}+2P(x){y}_{1}^{1}+2Q(x){y}_{1}$
$=2[ {y}_{1}^{11}+P(x){y}_{1}^{1}+Q(x){y}_{1}] =0$
由于y1(x)是微分方程的解,所以${y}_{1}^{11}+P(x){y}_{1}^{1}+Q(x){y}_{1}=0$,因此2y1(x)也是微分方程的解。命题(1)正确。
步骤 2:验证命题(2)
将y1(x)和${y}_{2}(x)$代入微分方程y''+P(x)y'+Q(x)y=0中,得到
${y}_{1}^{11}+P(x){y}_{1}^{1}+Q(x){y}_{1}=0$
${y}_{2}^{11}+P(x){y}_{2}^{1}+Q(x){y}_{2}=0$
将这两个方程相加,得到
${y}_{1}^{11}+P(x){y}_{1}^{1}+Q(x){y}_{1}+{y}_{2}^{11}+P(x){y}_{2}^{1}+Q(x){y}_{2}$
$=({y}_{1}^{11}+{y}_{2}^{11})+P(x)({y}_{1}^{1}+{y}_{2}^{1})+Q(x)({y}_{1}+{y}_{2})$
$=0$
因此${y}_{1}(x)+{y}_{2}(x)$也是微分方程的解。命题(2)正确。
步骤 3:验证命题(3)
与命题(1)同理,可以得到${C}_{1}{y}_{1}(x)$和${C}_{2}{y}_{2}(x)$都是微分方程的解。因此,与命题(2)同理,可以得到${C}_{1}{y}_{1}(x)+{C}_{2}{y}_{2}(x)$也是微分方程的解。命题(3)正确。
步骤 4:验证命题(4)
若y1(x)与${y}_{2}(x)$是微分方程的两个不同解,并且y1(x)与${y}_{2}(x)$线性无关,则有${C}_{1}{y}_{1}(x)+{C}_{2}{y}_{2}(x)$是微分方程的通解。但是,题目中没有给出y1(x)与${y}_{2}(x)$线性无关的条件,因此${C}_{1}{y}_{1}(x)+{C}_{2}{y}_{2}(x)$不一定是微分方程的通解。命题(4)不正确。