题目
关于方程(dy)/(dx) = p(x)y + q(x)(其中p(x)、q(x)连续),下列叙述正确的是()。A. 一阶非齐次线性微分方程B. 有积分因子exp(int p(x)dx)C. 可化为变量分离的方程D. 通解包含了所有的解
关于方程$\frac{dy}{dx} = p(x)y + q(x)$(其中$p(x)$、$q(x)$连续),下列叙述正确的是()。
A. 一阶非齐次线性微分方程
B. 有积分因子$\exp(\int p(x)dx)$
C. 可化为变量分离的方程
D. 通解包含了所有的解
题目解答
答案
AD
A. 一阶非齐次线性微分方程
D. 通解包含了所有的解
A. 一阶非齐次线性微分方程
D. 通解包含了所有的解
解析
本题主要考查一阶非齐次线性微分方程的相关知识,包括其定义、积分因子、可分离变量性以及通解的性质。下面我们对每个选项逐一进行分析:
- 选项A:
- 一阶线性微分方程的一般形式为$\frac{dy}{dx}+P(x)y = Q(x)$,其中$P(x)$和$Q(x)$是关于$x$的连续函数。
- 对于给定的方程$\frac{dy}{dx} = p(x)y + q(x)$,可变形为$\frac{dy}{dx}-p(x)y = q(x)$,这里$P(x)= -p(x)$,$Q(x)=q(x)$,符合一阶线性微分方程的形式。
- 当$q(x)\neq0$时,该方程为一阶非齐次线性微分方程,所以选项A正确。
- 选项B:
- 对于一阶线性微分方程$\frac{dy}{dx}+P(x)y = Q(x)$,其积分因子为$\mu(x)=\exp(\int P(x)dx)$。
- 对于方程$\frac{dy}{dx}-p(x)y = q(x)$,这里$P(x)= -p(x)$,那么积分因子应该是$\exp(\int -p(x)dx)$,而不是$\exp(\int p(x)dx)$,所以选项B错误。
- 选项C:
- 变量分离方程的形式为$g(y)dy = f(x)dx$。
- 给定方程$\frac{dy}{dx} = p(x)y + q(x)$,一般情况下无法直接化为$g(y)dy = f(x)dx$的形式,所以它不是可化为变量分离的方程,选项C错误。
- 选项D:
- 一阶非齐次线性微分方程$\frac{dy}{dx}-p(x)y = q(x)$的通解是由对应的齐次方程的通解和非齐次方程的一个特解组成。
- 由于一阶非齐次线性微分方程的解空间是一维的,其通解包含了所有的解,所以选项D正确。