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第2315题:齐次方程



有些微分方程无法分离变量,例如 dy(yx)=ydxdy(y-x)=ydx . 但如果一阶微分方程可化成


dydx=\dfrac{dy}{dx}= ψ(yx)\psi \big ( \dfrac{y}{x} \big )


的形式,称这方程为齐次方程,可通过代换法化为可分离变量的微分方程.

 

在齐次方程中令 u=yxu=\dfrac{y}{x} ,有 y=uxy=uxdydx=u+xdudx\dfrac{dy}{dx}=u+x\dfrac{du}{dx} ,代入原方程得

 

u+xdudx=ψ(u)u+x\dfrac{du}{dx}=\psi(u)

 

可分离变量

 

duψ(u)u=dxx\dfrac{du}{\psi(u)-u}=\dfrac{dx}{x}

 

后再两端积分,求出积分后再以 yx\dfrac{y}{x} 代替 uu ,得到齐次方程的通解.

 

试计算齐次方程 xdydx=ylnyxx\dfrac{dy}{dx}=y\ln \dfrac{y}{x} 的解.


 

A. lnyx=Cx+1\ln \dfrac{y}{x} = Cx +1


B. lnyx=Cy+1\ln \dfrac{y}{x} = Cy +1


C. lnyx=Cyx+1\ln \dfrac{y}{x} = C\dfrac{y}{x} +1


D. lnyx=Cyx+2\ln \dfrac{y}{x} = C\dfrac{y}{x} +2

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