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求微分方程 x²y''+xy'=1的通解
解:设y'=dy/dx=p,则y''=dy'/dx=dp/dx;
代入原式得:x²(dp/dx)+xp=1..........①;
先求齐次方程:x²(dp/dx)+xp=0的通解:
分离变量得:dp/p=-dx/x;积分之得:lnp=-lnx+lnc₁=ln(c/x);
故p=c/x;将c换成x的函数u,得p=u/x......②;故p'=dp/dx=(xu'-u)/x².........③
将②③代入①式并化简得:xu'=1,即u'=1/x,即du=dx/x;故u=lnx+lnc₁=ln(c₁x).........④;
将④代入②式得:p=(1/x)ln(c₁x),即dy/dx=(1/x)ln(c₁x); dy=(1/x)ln(c₁x)dx;
积分之即得通解:y=∫(1/x)ln(c₁x)dx=∫ln(c₁x)d(lnc₁x)=(1/2)ln²(c₁x)+c₂;
解:设y'=dy/dx=p,则y''=dy'/dx=dp/dx;
代入原式得:x²(dp/dx)+xp=1..........①;
先求齐次方程:x²(dp/dx)+xp=0的通解:
分离变量得:dp/p=-dx/x;积分之得:lnp=-lnx+lnc₁=ln(c/x);
故p=c/x;将c换成x的函数u,得p=u/x......②;故p'=dp/dx=(xu'-u)/x².........③
将②③代入①式并化简得:xu'=1,即u'=1/x,即du=dx/x;故u=lnx+lnc₁=ln(c₁x).........④;
将④代入②式得:p=(1/x)ln(c₁x),即dy/dx=(1/x)ln(c₁x); dy=(1/x)ln(c₁x)dx;
积分之即得通解:y=∫(1/x)ln(c₁x)dx=∫ln(c₁x)d(lnc₁x)=(1/2)ln²(c₁x)+c₂;
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