题目
已知一条曲线经过点 ( 0 , 1 ), 且曲线上任一点处的切线斜率等于该点横坐标 的平方,则曲线的方程应满足的微分方程为 ________, 其初始条件为 ________, 该微分方程的通解为 ________, 其特解为 _________.
已知一条曲线经过点 ( 0 , 1 ), 且曲线上任一点处的切线斜率等于该点横坐标 的平方,则曲线的方程应满足的微分方程为 ________, 其初始条件为 ________, 该微分方程的通解为 ________, 其特解为 _________.
题目解答
答案
解:
(1)由曲线上任意一点的切线斜率等于该点横坐标的平方,得出该曲线的微分方程为
(2)∵曲线过点(0.1),即x=0时,y=1
∴曲线方程的初始条件为y(0)=1.
(3)∵微分方程为
,对方程两边求积,即可得到微分方程的通解:
.
(4)将点(0,1)代入
,即可得到方程的特解:
。
解析
步骤 1:确定微分方程
根据题意,曲线上任一点处的切线斜率等于该点横坐标的平方,即$y' = x^2$。因此,曲线的方程应满足的微分方程为$y' = x^2$。
步骤 2:确定初始条件
题目中给出曲线经过点$(0, 1)$,即当$x=0$时,$y=1$。因此,初始条件为$y(0) = 1$。
步骤 3:求解微分方程的通解
对微分方程$y' = x^2$进行积分,得到$y = \int x^2 dx = \frac{1}{3}x^3 + C$,其中$C$为积分常数。因此,微分方程的通解为$y = \frac{1}{3}x^3 + C$。
步骤 4:求解微分方程的特解
将初始条件$y(0) = 1$代入通解$y = \frac{1}{3}x^3 + C$,得到$1 = \frac{1}{3}(0)^3 + C$,解得$C = 1$。因此,微分方程的特解为$y = \frac{1}{3}x^3 + 1$。
根据题意,曲线上任一点处的切线斜率等于该点横坐标的平方,即$y' = x^2$。因此,曲线的方程应满足的微分方程为$y' = x^2$。
步骤 2:确定初始条件
题目中给出曲线经过点$(0, 1)$,即当$x=0$时,$y=1$。因此,初始条件为$y(0) = 1$。
步骤 3:求解微分方程的通解
对微分方程$y' = x^2$进行积分,得到$y = \int x^2 dx = \frac{1}{3}x^3 + C$,其中$C$为积分常数。因此,微分方程的通解为$y = \frac{1}{3}x^3 + C$。
步骤 4:求解微分方程的特解
将初始条件$y(0) = 1$代入通解$y = \frac{1}{3}x^3 + C$,得到$1 = \frac{1}{3}(0)^3 + C$,解得$C = 1$。因此,微分方程的特解为$y = \frac{1}{3}x^3 + 1$。