在下列各题中,确定函数关系式中所含的参数,使函数满足所给的初值-|||-条件:-|||-(1) ^2-(y)^2=C |x=0=5;-|||-(2) =((C)_(1)+(C)_(2)x)(e)^2x, |x=0=0,y'|=0=1;-|||-(3) =(C)_(1)sin (x-(C)_(2)) |x=pi =1, '|x=pi =0.
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查如何根据给定的初值条件确定函数中的参数,涉及代入法、求导法以及三角函数方程的求解。
解题思路:
- 代入法:直接将初值条件代入函数表达式,解出参数。
- 求导法:对函数求导后,结合初值条件建立方程组求解参数。
- 三角恒等式:利用三角函数的恒等变形简化方程,注意多解情况的讨论。
关键点:
- 第(1)题:直接代入初值条件即可求出常数。
- 第(2)题:需对函数求导,结合两个初值条件联立方程。
- 第(3)题:通过代入和求导得到方程组,利用三角恒等式消元求解。
第(1)题
初值条件:当 $x=0$ 时,$y=5$。
代入求常数
将 $x=0$,$y=5$ 代入方程 $x^2 - y^2 = C$:
$0^2 - 5^2 = C \implies C = -25.$
结论:函数关系式为 $x^2 - y^2 = -25$。
第(2)题
初值条件:当 $x=0$ 时,$y=0$;当 $x=0$ 时,$y'=1$。
代入初值条件求 $C_1$
将 $x=0$,$y=0$ 代入 $y=(C_1 + C_2 x)e^{2x}$:
$0 = (C_1 + C_2 \cdot 0)e^{0} \implies C_1 = 0.$
求导并代入初值条件求 $C_2$
对函数求导:
$y' = (C_2 + 2C_1 + 2C_2 x)e^{2x}.$
将 $x=0$,$y'=1$ 代入:
$1 = (C_2 + 2C_1)e^{0} \implies C_2 = 1.$
结论:函数关系式为 $y = x e^{2x}$。
第(3)题
初值条件:当 $x=\pi$ 时,$y=1$;当 $x=\pi$ 时,$y'=0$。
代入初值条件
将 $x=\pi$,$y=1$ 代入 $y = C_1 \sin(x - C_2)$:
$1 = C_1 \sin(\pi - C_2) \implies 1 = C_1 \sin C_2. \quad (1)$
求导并代入初值条件
对函数求导:
$y' = C_1 \cos(x - C_2).$
将 $x=\pi$,$y'=0$ 代入:
$0 = C_1 \cos(\pi - C_2) \implies 0 = -C_1 \cos C_2 \implies \cos C_2 = 0. \quad (2)$
联立方程求解
由方程 $(2)$ 得 $C_2 = \frac{\pi}{2} + k\pi$($k$ 为整数)。代入方程 $(1)$:
$1 = C_1 \sin\left(\frac{\pi}{2} + k\pi\right) \implies C_1 = \pm 1.$
取 $C_1 = 1$,$C_2 = \frac{\pi}{2}$,则:
$y = \sin\left(x - \frac{\pi}{2}\right) = -\cos x.$
结论:函数关系式为 $y = -\cos x$。