(1)方程 dfrac (dy)(dx)=yln dfrac (y)(x) 的满足初始条件 y(1)=1 特解是 () .-|||-(A) =(e)^x+1 (B) =x(e)^x-1 (C) =x(e)^x+1 (D) =x(e)^-x+1

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查齐次微分方程的解法,以及初始条件的应用。关键在于通过变量代换将方程转化为可分离变量的形式,并正确求解积分。
解题思路:
- 识别齐次方程:观察方程形式,发现右边含$\frac{y}{x}$,提示使用代换$v = \frac{y}{x}$。
- 变量代换:令$y = v x$,将原方程转化为关于$v$和$x$的方程。
- 分离变量积分:分离变量后对两边积分,注意积分常数的处理。
- 回代并应用初始条件:将$v$代回原变量,利用$y(1)=1$确定特解。
变量代换与方程转化
令$v = \frac{y}{x}$,则$y = v x$,导数为:
$\frac{dy}{dx} = v + x \frac{dv}{dx}$
代入原方程:
$x \left( v + x \frac{dv}{dx} \right) = v x \ln v$
化简得:
$v + x \frac{dv}{dx} = v \ln v \quad \Rightarrow \quad x \frac{dv}{dx} = v (\ln v - 1)$
分离变量与积分
分离变量:
$\frac{dv}{v (\ln v - 1)} = \frac{dx}{x}$
令$u = \ln v - 1$,则$du = \frac{1}{v} dv$,积分得:
$\int \frac{1}{u} du = \int \frac{1}{x} dx \quad \Rightarrow \quad \ln |\ln v - 1| = \ln |x| + C$
去掉对数:
$\ln v - 1 = C x \quad \Rightarrow \quad v = e^{C x + 1}$
回代与初始条件
将$v = \frac{y}{x}$代入,得:
$\frac{y}{x} = e^{C x + 1} \quad \Rightarrow \quad y = x e^{C x + 1}$
应用初始条件$y(1) = 1$:
$1 = 1 \cdot e^{C \cdot 1 + 1} \quad \Rightarrow \quad e^{C + 1} = 1 \quad \Rightarrow \quad C = -1$
因此特解为:
$y = x e^{-x + 1}$