题目
求下列微分方程的通解.-|||-'+dfrac (1)(y)(e)^(y^2+3x)=0. ()

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查可分离变量微分方程的解法,以及积分技巧的应用。
解题核心思路:
- 将方程整理为变量可分离的形式,即把含$y$的项移到左边,含$x$的项移到右边。
- 对两边分别积分,注意积分时添加常数。
- 整理积分结果,得到通解。
破题关键点:
- 识别方程类型:通过观察方程结构,发现可以分离变量。
- 正确拆分指数项:将$e^{y^2 + 3x}$拆分为$e^{y^2} \cdot e^{3x}$,便于分离变量。
- 积分技巧:对含$y$的积分使用换元法,对含$x$的积分直接积分。
将原方程改写为:
$y' = -\frac{1}{y} e^{y^2 + 3x} = -\frac{e^{y^2}}{y} e^{3x}$
分离变量:
将方程两边乘以$y e^{-y^2} \mathrm{d}y$,得到:
$y e^{-y^2} \mathrm{d}y = -e^{3x} \mathrm{d}x$
积分求解:
-
左边积分:
令$u = -y^2$,则$\mathrm{d}u = -2y \mathrm{d}y$,即$y \mathrm{d}y = -\frac{1}{2} \mathrm{d}u$。
积分变为:
$\int y e^{-y^2} \mathrm{d}y = -\frac{1}{2} \int e^u \mathrm{d}u = -\frac{1}{2} e^{-y^2} + C_1$ -
右边积分:
$\int -e^{3x} \mathrm{d}x = -\frac{1}{3} e^{3x} + C_2$
合并结果:
将两边积分结果联立,整理得:
$-\frac{1}{2} e^{-y^2} = -\frac{1}{3} e^{3x} + C$
两边乘以$-6$,化简为:
$2e^{3x} - 3e^{-y^2} = C$