题目
下列方程中是线性微分方程的是()A.-sin (xy)=0B.-sin (xy)=0C.-sin (xy)=0D.-sin (xy)=0
下列方程中是线性微分方程的是()
A.
B.
C.
D.
题目解答
答案
解:线性微分方程是指关于未知函数及其各阶导数都是一次方,否则称其为非线性微分方程。
对于A:方程中有
,即该方程为非线性微分方程;
对于B:方程中有
,是一次方,即该方程为线性微分方程;
对于C:方程中有
,不是一次方,即该方程为非线性微分方程;
对于D:方程中有
,不是一次方,即该方程为非线性微分方程;
故选:
。
解析
线性微分方程的判断核心在于:方程中未知函数$y$及其各阶导数必须是一次方,且它们的乘积项或更高次项均不允许存在。解题时需逐一分析选项,重点关注是否存在以下非线性因素:
- 未知函数$y$与导数$y', y''$的乘积;
- 未知函数或导数的高次项(如平方、立方等);
- 含$y$的非线性函数(如$\sin(xy)$)。
选项分析
A. $yy' - \sin(xy) = 0$
- 关键点:方程中存在$yy'$($y$与$y'$的乘积)和$\sin(xy)$($y$与$x$的乘积作为函数参数),均属于非线性项。
- 结论:非线性微分方程。
B. $x^{-5}x^7 + y^m - \sin x = 0$
- 关键点:化简后为$x^2 + y^m - \sin x = 0$。若$m=1$,则$y$为一次项,方程线性;但题目中未明确$m$的值。根据答案分析,默认$m=1$,方程为线性。
- 结论:线性微分方程。
C. $x^2y(1 + xy') = y'' - y$
- 关键点:展开后含$x^3yy'$($y$与$y'$的乘积),属于非线性项。
- 结论:非线性微分方程。
D. $x(y')^2 - \sin x - xy = 0$
- 关键点:含$(y')^2$($y'$的平方),属于二次项。
- 结论:非线性微分方程。