题目
1.[单选题]下列一阶微分方程中,为可分离变量方程的是A. xydx- dy=xy^2dxB. xy'-cos x=yy'C. (y')^2x=x+yD. (y^2+xy)dy=x^2dx
1.[单选题]下列一阶微分方程中,为可分离变量方程的是
A. $xydx- dy=xy^{2}dx$
B. $xy'-\cos x=yy'$
C. $(y')^{2}x=x+y$
D. $(y^{2}+xy)dy=x^{2}dx$
题目解答
答案
A. $xydx- dy=xy^{2}dx$
解析
本题考查一阶微分方程中可分离变量方程的判断。可分离变量方程的一般形式为$g(y)dy = f(x)dx$,即能将方程变形为一边只含$y$及其微分$dy$,另一边只含$x$及其微分$dx$的形式。
- 选项A:
已知方程$xydx - dy = xy^{2}dx$,首先进行移项,把含有$dy$的项留在等式左边,含有$dx$的项移到等式右边,得到$-dy = xy^{2}dx - xydx$。
然后提取公因式$xdx$,可得$-dy = xy(y - 1)dx$。
两边同时除以$-1$,得到$dy = xy(1 - y)dx$。
最后将方程变形为$\frac{dy}{y(1 - y)} = xdx$,此方程符合可分离变量方程的形式,所以选项A是可分离变量方程。 - 选项B:
对于方程$xy' - \cos x = yy'$,先将$y'$写成$\frac{dy}{dx}$,则方程变为$x\frac{dy}{dx} - \cos x = y\frac{dy}{dx}$。
移项可得$x\frac{dy}{dx} - y\frac{dy}{dx} = \cos x$。
提取公因式$\frac{dy}{dx}$,得到$(x - y)\frac{dy}{dx} = \cos x$。
两边同时除以$(x - y)$,得到$\frac{dy}{dx} = \frac{\cos x}{x - y}$,无法将其变形为$g(y)dy = f(x)dx$的形式,所以选项B不是可分离变量方程。 - 选项C:
方程$(y')^{2}x = x + y$中含有$y'$的平方项,不能将其变形为$g(y)dy = f(x)dx$的形式,所以选项C不是可分离变量方程。 - 选项D:
方程$(y^{2} + xy)dy = x^{2}dx$,由于方程左边的$y^{2} + xy$无法分解为只关于$y$的函数与$dy$的乘积形式,不能将其变形为$g(y)dy = f(x)dx$的形式,所以选项D不是可分离变量方程。