题目
3.求微分方程 '-yln y=0 () 的通解.

题目解答
答案
y=e^{Cx}.
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:
- 将方程整理为$\frac{dy}{dx} = \frac{y \ln y}{x}$,通过变量分离得到$\frac{dy}{y \ln y} = \frac{dx}{x}$。
- 对两边分别积分,利用换元法处理左边积分。
- 通过代数变形得到通解形式。
破题关键点:
- 识别方程类型:方程可变形为变量可分离的形式。
- 正确换元积分:对$\int \frac{1}{y \ln y} dy$使用换元法,令$u = \ln y$。
将原方程$xy' - y \ln y = 0$变形为:
$\frac{dy}{dx} = \frac{y \ln y}{x}$
变量分离:
将方程改写为:
$\frac{dy}{y \ln y} = \frac{dx}{x}$
积分求解:
- 左边积分:令$u = \ln y$,则$du = \frac{1}{y} dy$,积分变为:
$\int \frac{1}{u} du = \ln |u| + C_1 = \ln |\ln y| + C_1$ - 右边积分:
$\int \frac{1}{x} dx = \ln |x| + C_2$
合并结果:
联立两边积分结果:
$\ln |\ln y| = \ln |x| + C \quad (\text{其中} C = C_2 - C_1)$
化简通解:
- 将常数$C$吸收为新的常数$C'$,得:
$\ln y = C' x$ - 指数运算得通解:
$y = e^{C' x}$