题目
微分方程 xy' + y = 0 满足条件 y(1) = 1 的特解为 y = (1)/(x)。A. 正确B. 错误
微分方程 $xy' + y = 0$ 满足条件 $y(1) = 1$ 的特解为 $y = \frac{1}{x}$。
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
A. 正确
解析
本题考查一阶线性微分方程的求解以及特解的验证。解题思路是先对给定的微分方程进行求解,得到通解,再将初始条件代入通解中求出特解,最后将求出的特解与题目所给特解进行对比。
- 求解微分方程的通解:
已知微分方程$xy' + y = 0$,可将其变形为$y'+\frac{1}{x}y = 0$,这是一阶线性齐次微分方程,其标准形式为$y'+P(x)y = 0$,这里$P(x)=\frac{1}{x}$。
根据一阶线性齐次微分方程的通解公式$y = Ce^{-\int P(x)dx}$,先计算$\int P(x)dx$:
$\int\frac{1}{x}dx=\ln|x|$
则$-\int P(x)dx=-\ln|x|$,所以通解$y = Ce^{-\ln|x|}$。
根据对数运算法则$a\ln b=\ln b^a$和$e^{\ln a}=a$,可得$y = Ce^{-\ln|x|}=C\cdot e^{\ln|x|^{-1}}=\frac{C}{x}$,其中$C$为任意常数。 - 根据初始条件求特解:
已知$y(1) = 1$,将$x = 1$,$y = 1$代入通解$y=\frac{C}{x}$中,得到$1=\frac{C}{1}$,解得$C = 1$。
所以满足条件$y(1) = 1$的特解为$y=\frac{1}{x}$,与题目所给特解一致。