题目
[单选题] 下列方程为线性微分方程的是()A. y'=(sin x)y+e^xB. y'=xsin y+e^xC. y'=sin x+e^yD. xy'= cos y+1
[单选题] 下列方程为线性微分方程的是()
A. $y'=(\sin x)y+e^{x}$
B. $y'=x\sin y+e^{x}$
C. $y'=\sin x+e^{y}$
D. $xy'= \cos y+1$
题目解答
答案
A. $y'=(\sin x)y+e^{x}$
解析
线性微分方程的判断核心在于方程中未知函数$y$及其导数$y'$的线性性。具体要求:
- 未知函数$y$及其导数$y'$的次数均为1次;
- $y$和$y'$前的系数仅含自变量$x$的函数,不含$y$的函数;
- 方程中不含$y$的非线性运算(如$\sin y$、$e^y$等)。
本题需逐一分析选项是否满足上述条件。
选项分析
选项A
方程:$y' = (\sin x)y + e^x$
- 形式分析:可整理为$y' - (\sin x)y = e^x$,符合线性微分方程的标准形式$y' + P(x)y = Q(x)$。
- 结论:线性微分方程。
选项B
方程:$y' = x \sin y + e^x$
- 关键问题:右侧含$\sin y$,属于关于$y$的非线性项。
- 结论:非线性微分方程。
选项C
方程:$y' = \sin x + e^y$
- 关键问题:右侧含$e^y$,属于关于$y$的非线性项。
- 结论:非线性微分方程。
选项D
方程:$xy' = \cos y + 1$
- 关键问题:右侧含$\cos y$,属于关于$y$的非线性项。
- 结论:非线性微分方程。