题目
微分方程 (x)/(1+y)dx-(y)/(1+x)dy=0 的通解为() A. 3x²-2x³=3y²+2y³+c B. 3x²-5x³=3y²+2y³+c C. 3x²-2x³=3y²+2y³+c D. 3x²+2x³=3y²+2y³+c
微分方程 $\frac{x}{1+y}dx-\frac{y}{1+x}dy=0$ 的通解为()
A. 3x²-2x³=3y²+2y³+c
B. 3x²-5x³=3y²+2y³+c
C. 3x²-2x³=3y²+2y³+c
D. 3x²+2x³=3y²+2y³+c
A. 3x²-2x³=3y²+2y³+c
B. 3x²-5x³=3y²+2y³+c
C. 3x²-2x³=3y²+2y³+c
D. 3x²+2x³=3y²+2y³+c
题目解答
答案
将原方程 $\frac{x}{1+y}dx - \frac{y}{1+x}dy = 0$ 分离变量,得
\[
\frac{x(1+x)}{y(1+y)}dy = dx
\]
或等价地
\[
x(1+x)dx = y(1+y)dy
\]
两边积分得
\[
\int (x + x^2)dx = \int (y + y^2)dy
\]
即
\[
\frac{x^2}{2} + \frac{x^3}{3} = \frac{y^2}{2} + \frac{y^3}{3} + C
\]
两边乘以 6 消去分母,得
\[
3x^2 + 2x^3 = 3y^2 + 2y^3 + C
\]
因此,通解为
\[
\boxed{3x^2 + 2x^3 = 3y^2 + 2y^3 + C}
\]
对应选项 **D**。
**答案:** $\boxed{D}$
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,最终整理成通解的形式。
解题核心思路:
- 分离变量:将方程中的$x$项和$y$项分别移到等式两边,构造可积分的形式。
- 积分求解:对$x$和$y$的表达式分别积分,注意积分常数的处理。
- 整理通解:通过代数变形(如消分母)将结果转化为选项中的标准形式。
破题关键点:
- 正确分离变量是关键第一步,需注意分母的处理。
- 积分时展开多项式,避免漏项或计算错误。
- 消分母时保持等式平衡,确保常数项正确合并。
步骤1:分离变量
原方程 $\frac{x}{1+y}dx - \frac{y}{1+x}dy = 0$ 可变形为:
$\frac{x}{1+y}dx = \frac{y}{1+x}dy$
两边同乘 $(1+x)(1+y)$,得:
$x(1+x)dx = y(1+y)dy$
步骤2:积分求解
对$x$和$y$分别积分:
$\int (x + x^2)dx = \int (y + y^2)dy$
计算积分:
$\frac{x^2}{2} + \frac{x^3}{3} = \frac{y^2}{2} + \frac{y^3}{3} + C$
步骤3:整理通解
两边同乘6消分母:
$3x^2 + 2x^3 = 3y^2 + 2y^3 + C$
对应选项 D。