题目
微分方程 y' - xy' = a(y^2 + y') 是( )A. 齐次方程B. 可分离变量方程C. 线性齐次方程D. 线性非齐次方程
微分方程 $y' - xy' = a(y^2 + y')$ 是( )
A. 齐次方程
B. 可分离变量方程
C. 线性齐次方程
D. 线性非齐次方程
题目解答
答案
B. 可分离变量方程
解析
本题考查微分方程类型的判断,解题思路是先对给定的微分方程进行化简变形,然后根据不同类型微分方程的定义来判断该方程属于哪种类型。
步骤一:对给定的微分方程进行化简
已知微分方程$y' - xy' = a(y^2 + y')$,将含有$y'$的项进行合并:
$y' - xy' - ay' = ay^2$
提取公因式$y'$可得:
$(1 - x - a)y' = ay^2$
进一步变形为:
$y'=\frac{ay^2}{1 - x - a}$
步骤二:根据不同类型微分方程的定义进行判断
- 齐次方程:形如$\frac{dy}{dx}=f(\frac{y}{x})$的方程为齐次方程,而化简后的方程$y'=\frac{ay^2}{1 - x - a}$不符合该形式,所以不是齐次方程。
- 可分离变量方程:形如$g(y)dy = f(x)dx$的方程为可分离变量方程。由$y'=\frac{ay^2}{1 - x - a}$可得$\frac{1}{y^2}dy=\frac{a}{1 - x - a}dx$,符合可分离变量方程的形式,所以该方程是可分离变量方程。
- 线性齐次方程:形如$y'+P(x)y = 0$的方程为线性齐次方程,化简后的方程$y'=\frac{ay^2}{1 - x - a}$中含有$y^2$项,不符合线性齐次方程的形式,所以不是线性齐次方程。
- 线性非齐次方程:形如$y'+P(x)y = Q(x)$的方程为线性非齐次方程,同样由于方程中含有$y^2$项,不符合线性非齐次方程的形式,所以不是线性非齐次方程。