题目
求下列微分方程的通解:√(1-x^2y)=√1-y^2.
求下列微分方程的通解:
.
题目解答
答案
属于一阶可分离变量型微分方程,首先分离变量可得
,等式两边同时求不定积分,则
,则
.
解析
考查要点:本题主要考查一阶可分离变量微分方程的解法,需要掌握变量分离法及基本积分公式的应用。
解题核心思路:
- 识别方程类型:方程形式为$\sqrt{1-x^2}y' = \sqrt{1-y^2}$,可通过变量分离转化为可积分形式。
- 分离变量:将含$y$的项移到$dy$一侧,含$x$的项移到$dx$一侧。
- 积分求解:利用标准积分公式$\int \frac{1}{\sqrt{1-t^2}} dt = \arcsin t + C$,分别对两侧积分,得到隐式通解。
破题关键点:
- 正确分离变量,确保积分变量独立。
- 应用反正弦积分公式,注意积分常数的合并。
步骤1:分离变量
原方程:
$\sqrt{1-x^2} \cdot \frac{dy}{dx} = \sqrt{1-y^2}$
两边同除以$\sqrt{1-y^2} \cdot \sqrt{1-x^2}$,得:
$\frac{1}{\sqrt{1-y^2}} dy = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} dx$
步骤2:积分求解
对两侧分别积分:
$\int \frac{1}{\sqrt{1-y^2}} dy = \int \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} dx$
利用积分公式$\int \frac{1}{\sqrt{1-t^2}} dt = \arcsin t + C$,得:
$\arcsin y = \arcsin x + C$
其中$C$为任意常数。