题目
微分方程 (dy)/(dx)=y^2 的通解形式是:A. (1)/(y)=C-xB. y=CxC. ln|y|=x^2+CD. y=x^2+C
微分方程 $\frac{dy}{dx}=y^2$ 的通解形式是:
A. $\frac{1}{y}=C-x$
B. $y=Cx$
C. $\ln|y|=x^2+C$
D. $y=x^2+C$
题目解答
答案
A. $\frac{1}{y}=C-x$
解析
本题考查可分离变量的微分方程的求解。解题思路是先将给定的微分方程进行分离变量,然后对等式两边分别积分,最后化简得到通解形式。
步骤一:分离变量
已知微分方程$\frac{dy}{dx}=y^2$,将其变形为$\frac{1}{y^2}dy = dx$。这里是把含有$y$的项和$dy$放在等式一边,含有$x$的项和$dx$放在等式另一边,以便后续分别对两边进行积分。
步骤二:两边积分
对$\frac{1}{y^2}dy = dx$两边同时积分,根据积分公式$\int x^n dx=\frac{x^{n + 1}}{n + 1}+C(n\neq -1)$,可得:
$\int \frac{1}{y^2}dy=\int dx$
$\int y^{-2}dy=\int dx$
$\frac{y^{-2 + 1}}{-2 + 1}=x + C_1$($C_1$为积分常数)
即$-\frac{1}{y}=x + C_1$
步骤三:化简通解形式
令$C=-C_1$,则$-\frac{1}{y}=x - C$,进一步变形可得$\frac{1}{y}=C - x$。