题目
xy'+y=x^2+3x+2的通解
xy'+y=x^2+3x+2的通解
题目解答
答案
由已知,(xy)'=x^2+3x+2 ,
因此 xy=1/3*x^3+3/2*x^2+2x+C ,
通解为 y=1/3*x^2+3/2*x+2+C/x 。
因此 xy=1/3*x^3+3/2*x^2+2x+C ,
通解为 y=1/3*x^2+3/2*x+2+C/x 。
解析
步骤 1:识别方程类型
给定的方程是 xy' + y = x^2 + 3x + 2。这是一个一阶线性微分方程,可以写成 y' + P(x)y = Q(x) 的形式,其中 P(x) = 1/x,Q(x) = x + 3 + 2/x。
步骤 2:求解积分因子
为了求解这个方程,我们首先需要找到积分因子 μ(x)。积分因子 μ(x) = e^(∫P(x)dx) = e^(∫(1/x)dx) = e^(ln|x|) = |x|。由于 x 是方程中的变量,我们可以假设 x > 0,因此 μ(x) = x。
步骤 3:应用积分因子
将积分因子 μ(x) = x 乘以方程的两边,得到 x^2y' + xy = x^3 + 3x^2 + 2x。注意到左边是 (xy)' 的导数,因此方程可以写成 (xy)' = x^3 + 3x^2 + 2x。
步骤 4:积分求解
对等式两边积分,得到 xy = ∫(x^3 + 3x^2 + 2x)dx = 1/4*x^4 + x^3 + x^2 + C,其中 C 是积分常数。
步骤 5:求解 y
最后,将 xy = 1/4*x^4 + x^3 + x^2 + C 除以 x,得到 y = 1/4*x^3 + x^2 + x + C/x。
给定的方程是 xy' + y = x^2 + 3x + 2。这是一个一阶线性微分方程,可以写成 y' + P(x)y = Q(x) 的形式,其中 P(x) = 1/x,Q(x) = x + 3 + 2/x。
步骤 2:求解积分因子
为了求解这个方程,我们首先需要找到积分因子 μ(x)。积分因子 μ(x) = e^(∫P(x)dx) = e^(∫(1/x)dx) = e^(ln|x|) = |x|。由于 x 是方程中的变量,我们可以假设 x > 0,因此 μ(x) = x。
步骤 3:应用积分因子
将积分因子 μ(x) = x 乘以方程的两边,得到 x^2y' + xy = x^3 + 3x^2 + 2x。注意到左边是 (xy)' 的导数,因此方程可以写成 (xy)' = x^3 + 3x^2 + 2x。
步骤 4:积分求解
对等式两边积分,得到 xy = ∫(x^3 + 3x^2 + 2x)dx = 1/4*x^4 + x^3 + x^2 + C,其中 C 是积分常数。
步骤 5:求解 y
最后,将 xy = 1/4*x^4 + x^3 + x^2 + C 除以 x,得到 y = 1/4*x^3 + x^2 + x + C/x。