题目
sqrt (1-{x)^2}y'=sqrt (1-{y)^2};
;
题目解答
答案
分离变量得
,
两边积分得
即 arcsin y=arcsin x+C, 故通解为y=sin(arcsin x+C).
解析
考查要点:本题主要考查可分离变量微分方程的解法,涉及变量分离、积分运算以及反三角函数的应用。
解题核心思路:
- 变量分离:将方程中的变量$y$和$x$分别移到等式两边,转化为两个关于单变量的微分表达式。
- 积分求解:对分离后的两边分别积分,利用标准积分公式$\int \frac{1}{\sqrt{1-u^2}} du = \arcsin u + C$。
- 通解表达:通过代数变形,将积分结果转化为关于$y$的显式表达式。
破题关键点:
- 识别方程类型:确认方程为可分离变量方程,通过移项实现变量分离。
- 正确应用积分公式:注意积分结果中的反三角函数形式及常数项的处理。
原方程:
$\sqrt{1-x^2} \, y' = \sqrt{1-y^2}$
步骤1:变量分离
将方程改写为$\frac{dy}{dx} = \frac{\sqrt{1-y^2}}{\sqrt{1-x^2}}$,再分离变量:
$\frac{dy}{\sqrt{1-y^2}} = \frac{dx}{\sqrt{1-x^2}}$
步骤2:积分求解
对两边分别积分:
$\int \frac{1}{\sqrt{1-y^2}} dy = \int \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} dx$
利用积分公式$\int \frac{1}{\sqrt{1-u^2}} du = \arcsin u + C$,得:
$\arcsin y = \arcsin x + C$
(注:积分常数合并为$C$)
步骤3:求通解
对等式两边取正弦函数,得通解:
$y = \sin(\arcsin x + C)$