题目
微分方程({y)_(1)(')}-ymathrm(co)tx=0的通解( )A、y=dfrac(c)(sin x)B、y=csin xC、y=dfrac(c)(cos x)D、y=ccos x
微分方程${{y}_{1}{'}}-y\mathrm{co}tx=0$的通解( )
$A、y=\dfrac{c}{\sin x}$
$B、y=c\sin x$
$C、y=\dfrac{c}{\cos x}$
$D、y=c\cos x$
题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查一阶线性微分方程的解法,特别是可分离变量方程的求解方法。
解题核心思路:将微分方程转化为可分离变量的形式,通过分离变量后分别积分,最终得到通解。
破题关键点:
- 识别方程类型:方程 $y' - y \cot x = 0$ 可变形为 $\frac{dy}{dx} = y \cot x$,属于可分离变量方程。
- 分离变量:将方程改写为 $\frac{dy}{y} = \cot x \, dx$。
- 积分求解:对两边分别积分,注意积分常数的处理。
步骤1:分离变量
将方程 $y' - y \cot x = 0$ 变形为:
$\frac{dy}{dx} = y \cot x$
两边同时除以 $y$ 并乘以 $dx$,得到:
$\frac{dy}{y} = \cot x \, dx$
步骤2:积分求解
对两边分别积分:
- 左边积分:$\int \frac{1}{y} \, dy = \ln |y| + C_1$
- 右边积分:$\int \cot x \, dx = \int \frac{\cos x}{\sin x} \, dx = \ln |\sin x| + C_2$
合并积分结果:
$\ln |y| = \ln |\sin x| + C$
(其中 $C = C_2 - C_1$ 是常数)
步骤3:化简通解
将等式两边取指数消去对数:
$|y| = e^{\ln |\sin x| + C} = e^C \cdot |\sin x|$
去掉绝对值符号并合并常数,得到通解:
$y = C \sin x$
(其中 $C$ 为任意常数)