题目
xy' - y = 1 的通解是()A. y = CxB. x(y + 1)= CC. y + 1 = CxD. x^2 + (y + 1)^2 = C
$xy' - y = 1$ 的通解是()
A. $y = Cx$
B. $x(y + 1)= C$
C. $y + 1 = Cx$
D. $x^2 + (y + 1)^2 = C$
题目解答
答案
C. $y + 1 = Cx$
解析
考查要点:本题主要考查一阶线性微分方程的解法,需要掌握标准形式的转化和积分因子法的应用。
解题核心思路:
- 将原方程整理为一阶线性微分方程的标准形式 $y' + P(x)y = Q(x)$;
- 计算积分因子 $\mu(x) = e^{\int P(x)dx}$;
- 代入通解公式求解。
破题关键点:
- 正确识别方程类型:通过整理方程,确认其为一阶线性微分方程;
- 准确计算积分因子:注意符号和积分结果的化简;
- 正确应用通解公式:避免积分过程中的计算错误。
将原方程 $xy' - y = 1$ 改写为标准形式:
$y' - \frac{1}{x}y = \frac{1}{x}$
其中 $P(x) = -\frac{1}{x}$,$Q(x) = \frac{1}{x}$。
计算积分因子:
$\mu(x) = e^{\int P(x)dx} = e^{-\int \frac{1}{x}dx} = e^{-\ln|x|} = \frac{1}{x}$
代入通解公式:
$y = \mu(x)^{-1} \left[ \int Q(x)\mu(x)dx + C \right]$
计算积分部分:
$\int \frac{1}{x} \cdot \frac{1}{x}dx = \int \frac{1}{x^2}dx = -\frac{1}{x} + C$
代入并化简:
$y = x \left( -\frac{1}{x} + C \right) = -1 + Cx$
整理得通解:
$y + 1 = Cx$
对应选项:C