题目
微分方程y'-y=0的通解为( ).A. y=e^x+CB. y=e^-x+CC. y=Ce^xD. y=Ce^-x
微分方程y'-y=0的通解为( ).
A. y=e^x+C
B. y=e^{-x}+C
C. y=Ce^x
D. y=Ce^{-x}
题目解答
答案
C. y=Ce^x
解析
考查要点:本题主要考查一阶线性齐次微分方程的解法,重点在于积分因子法的应用。
解题核心思路:
将方程整理为标准形式$y' + P(x)y = Q(x)$,通过计算积分因子$\mu(x) = e^{\int P(x) dx}$,将方程转化为可分离变量的形式,进而求出通解。
破题关键点:
- 识别方程类型:确认方程为一阶线性齐次微分方程($Q(x)=0$)。
- 正确计算积分因子:注意符号,此处$P(x) = -1$,积分因子为$e^{-x}$。
- 方程变形与积分:通过积分因子将方程转化为全微分形式,直接积分求解。
将微分方程$y' - y = 0$整理为标准形式:
$y' + (-1)y = 0$
其中$P(x) = -1$,$Q(x) = 0$。
步骤1:计算积分因子
积分因子为:
$\mu(x) = e^{\int P(x) dx} = e^{\int -1 dx} = e^{-x}$
步骤2:方程两边乘以积分因子
原方程两边同乘$e^{-x}$:
$e^{-x} y' - e^{-x} y = 0$
左边可写为全微分形式:
$\frac{d}{dx} \left( e^{-x} y \right) = 0$
步骤3:积分求解
对等式两边积分:
$\int \frac{d}{dx} \left( e^{-x} y \right) dx = \int 0 dx$
得:
$e^{-x} y = C$
其中$C$为积分常数。
步骤4:解出$y$
两边同乘$e^{x}$:
$y = C e^{x}$
因此,通解为选项C。