题目
微分方程 e^-xdy = ydx 的通解是().A. ln y = -e^-x + CB. ln y = e^-x + CC. ln y = -e^x + CD. ln y = e^x + C
微分方程 $e^{-x}dy = ydx$ 的通解是().
A. $\ln y = -e^{-x} + C$
B. $\ln y = e^{-x} + C$
C. $\ln y = -e^x + C$
D. $\ln y = e^x + C$
题目解答
答案
D. $\ln y = e^x + C$
解析
考查要点:本题主要考查可分离变量微分方程的解法,需要将方程中的变量分离后分别积分。
解题核心思路:
- 分离变量:将方程中的$dy$和$dx$项分别移到等式两边,使方程形式为$\frac{dy}{y} = e^x dx$。
- 积分求解:对两边分别积分,注意积分常数的处理。
- 化简结果:根据积分结果整理出通解形式,匹配选项。
破题关键点:
- 正确分离变量是关键步骤,需注意符号和指数运算。
- 积分时注意$e^x$的原函数仍是$e^x$,避免计算错误。
步骤1:分离变量
原方程:
$e^{-x} dy = y dx$
两边同时除以$y e^{-x}$,得:
$\frac{dy}{y} = e^x dx$
步骤2:积分求解
对左边积分$\int \frac{1}{y} dy$,结果为$\ln |y| + C_1$;
对右边积分$\int e^x dx$,结果为$e^x + C_2$。
合并常数项后,得:
$\ln |y| = e^x + C$
步骤3:化简结果
假设$y > 0$(通常默认情况),则绝对值可去掉,通解为:
$\ln y = e^x + C$
对应选项D。