常微分方程試題庫(kù)(1-48)_第1頁(yè)
常微分方程試題庫(kù)(1-48)_第2頁(yè)
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隴東學(xué)院數(shù)學(xué)系重點(diǎn)課程建設(shè)常微分方程試題庫(kù)

施R步選

第二批重點(diǎn)課程建設(shè)材料

常微分方程

2006年—2008年

-1-

隴東學(xué)院數(shù)學(xué)系重點(diǎn)課程建設(shè)常微分方程試題庫(kù)

目錄

常微分方程課程試題(一)..................................-3-

常微分方程課程試題(二)..................................-5-

常微分方程課程試題(三)..................................-7-

常微分方程課程試題(四)..................................-8-

常微分方程課程試題(五).................................-10-

常微分方程課程試題(六).................................-12-

常微分方程課程試題(七).................................-14-

常微分方程課程試題(八)..............................................................-15-

常微分方程課程試題(九).................................-16-

常微分方程課程試題(十)..............................................................-18-

常微分方程試題(十一)...................................-20-

常微分方程試題(十二)...................................-24-

常微分方程試題(十三)...................................-29-

常微分方程試題(十四)...................................-33-

常微分方程試題(十五)...................................-38-

常微分方程試題(十六)...................................-42-

常微分方程試題(十七)...................................-46-

常微分方程試題(十八)...................................-51-

常微分方程試卷(十九).....................................-55-

常微分方程試卷(二十).....................................-60-

-2-

隴東學(xué)院數(shù)學(xué)系重點(diǎn)課程建設(shè)常微分方程試題庫(kù)

常微分方程課程試題(一)

一、填空題(每空2分,共16分)。

1.方程位=/+>2滿足解的存在唯一性定理?xiàng)l件的區(qū)域是

dr

dy

2.方程組——=F(x,y),xeR,Y&R"的任何一個(gè)解的圖象是_________維空間中的一條積分

dx

曲線.

3.f(x,y)連續(xù)是保證方程生=/(x,y)初值唯一的

x.條件.

dx

4.方程組,的奇點(diǎn)(0,0)的類型是

電=%

Idr

5.方程y=盯'+g(y')2的通解是

6.變量可分離方程M(x)N(yg+p(x)q(y)dy=0的積分因子是

7.二階線性齊次微分方程的兩個(gè)解y=隊(duì)(x),y=/(x)成為其基本解組的充要條件是

8.方程y"+4y'+4y=0的基本解組是

二、選擇題(每小題3分,共15分)。

9.一階線性微分方程蟲+p(x)y=q(x)的積分因子是().

d.x

(A)〃=e"1k(B)〃=eW岫(0〃=/心心(D)〃=e

10.微分方程ylnydx+(x-lny)dy=0是()

(A)可分離變量方程(B)線性方程

(C)全微分方程(D)貝努利方程

11.方程My?-1)心+),(?-l)d)=0的所有常數(shù)解是().

(A)x=±l(B)y=±l

(C)y=±1,x=±1(D)y=\,x=1

12.〃階線性非齊次微分方程的所有解().

-3-

隴東學(xué)院數(shù)學(xué)系重點(diǎn)課程建設(shè)常微分方程試題庫(kù)

(A)構(gòu)成一個(gè)線性空間(B)構(gòu)成一個(gè)”-1維線性空間

(C)構(gòu)成一個(gè)〃+1維線性空間(D)不能構(gòu)成一個(gè)線性空間

13.方程方=]廠—+2()奇解.

(A)有一個(gè)(B)有無數(shù)個(gè)(C)只有兩個(gè)(D)無

三、計(jì)算題(每小題8分,共48分)。

14.求方程位=2沖;廠的通解

dxx2

15.求方程上dx+(y3+lnx)dy=0的通解

X

16.求方程y=(y')2-xy'+g/的通解

17.求方程y"—3y'=e*的通解

18.求方程才+y'-2y=e*(cosx-7sinx)的通解

dY「35、

19.求方程組一=AY,A=的實(shí)基本解組

dx1-53,

四、應(yīng)用題(本小題11分,共11分)。

20.(1)求函數(shù)/⑺=e”的拉普拉斯變換

(2)求初值問題1"的解

x(0)=0,xz(0)=0

五、證明題(本小題10分,共10分)。

21.證明:對(duì)任意小及滿足條件OY%Y1的右,方程立=」(丁』的滿足條件TO。)=%

dxl+.r+y

的解y=y(x)在(-co,+oo)上存在。

-4-

隴東學(xué)院數(shù)學(xué)系重點(diǎn)課程建設(shè)常微分方程試題庫(kù)

常微分方程課程試題(二)

一、填空題(每空2分,共16分)。

1.李普希滋條件是初值問題存在唯一解的條件.

2.一階微分方程的一個(gè)特解的圖像是

維空間上的一條曲線.

dY

3.線性齊次微分方程組——=A(x)Y的一個(gè)基本解組的個(gè)數(shù)不能

dr

個(gè),其中xeR,YeR".

4.二階線性齊次微分方程的兩個(gè)解y=(P\(x),y=%(x)成為其基本解組的充要條件

是.

5.方程y=xy'+sin(y'f的通解是

6.變量可分離方程M(x)N(y)c/x+p(x)q(y)dy=0的積分因子是

7.性齊次微分方程組的解組K(X),丫2(外,…,%(x)為基本解組的條件是它們的朗斯基

行列式卬(x)wO.

8.方程y〃+5y'+4y=0的基本解組是

二、選擇題(每小題3分,共15分)。

9.兩個(gè)不同的線性齊次微分方程組()的基本解組.

(A)一定有相同(B)可能有相同

(C)一定有相似(D)沒有相同

d-r-+y

dr

10.萬程組<2X的奇點(diǎn)(0,0)的類型是().

dx3X

-.-+4

dr

(A)穩(wěn)定焦點(diǎn)(B)不穩(wěn)定焦點(diǎn)(C)鞍點(diǎn)D)不穩(wěn)定結(jié)點(diǎn)

11.方程32-1方+)&_1)由,=0的所有常數(shù)解是().

(A)x=±l(B)y=±1

-5-

隴東學(xué)院數(shù)學(xué)系重點(diǎn)課程建設(shè)常微分方程試題庫(kù)

(C)y=±1,x=±1(D)y=\,x=1

12.〃階線性非齊次微分方程的所有解().

(A)構(gòu)成一個(gè)線性空間(B)構(gòu)成一個(gè)“一1維線性空間

(C)構(gòu)成一個(gè)n+1維線性空間(D)不能構(gòu)成一個(gè)線性空間

13.方程-=Jy—x+4()奇解.

d_x

(A)無(B)有一個(gè)(C)有兩個(gè)(D)可能有

三、計(jì)算題(每小題8分,共48分)。

14.求方程包=2+tan)的通解

dxxx

15.求方程(一一l-y)dx+xdy=0的通解

16.求方程y=(y')2-盯'+的通解

17.求方程y〃-3y=/"的通解

18.求方程y"+4y=3sin2x的通解

dY「35、

19.求方程組一=AY,A=的實(shí)基本解組

dx1-53,

四、應(yīng)用題(本小題11分,共11分)。

20.(1)求函數(shù)/(f)=e"的拉普拉斯變換

(2)求初值問題《的解

x(0)=0,x,(0)=0

五、證明題(本小題10分,共10分)。

21.設(shè)夕(x)在區(qū)間(-QO,+8)上連續(xù).試證明方程

?=9(x)siny

dr

的所有解的存在區(qū)間必為(一8,+00).

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隴東學(xué)院數(shù)學(xué)系重點(diǎn)課程建設(shè)常微分方程試題庫(kù)

常微分方程課程試題(三)

一、計(jì)算題(每小題7分,共70分)。

1、求解方程包=工―+1?的通解。

dxx+y-3

2、求解方程:=+的通解

dxx2

3、求解方程:丁'+21丁+町4=0的通解

4、求解方程:(3%之+6盯2)dx+(6/y+4)/)dy=0的通解

九4

5、求解方程:(/+y+x3cosy)dx+(A:2y—x-萬siny)dy=0的通解

6、求解方程:x(yy"+y'2)+3?'=21

7、求解方程:y'〃一3y"+9y'+13y=0

8、求解方程:y(4)-4y“'+5y"-4y'+4y=0

9、求解方程:y"—4y'+4y=2e2"的一個(gè)特解

10、求解方程:y"+y=2sinx的一個(gè)特解

二、討論(每小題10分,共10分)。

1、討論方程包=2所確定的線素場(chǎng)。

dxx

三、應(yīng)用(每小題10分,共10分)。

1、已知方程(x-l)y"-xy'+y=0的一個(gè)非零解必=x,試用劉維爾公式求其通解。

四、證明(每小題10分,共10分)。

1、證明函數(shù)組在任意區(qū)間(。力)上線性無關(guān)(其中當(dāng)iwj時(shí)

404/)

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隴東學(xué)院數(shù)學(xué)系重點(diǎn)課程建設(shè)常微分方程試題庫(kù)

常微分方程課程試題(四)

一、填空題(每小題3分,本題共12分)

1.-階微分方程的一個(gè)特解的圖像是維空間上的一條曲線.

2.方程包=?所有常數(shù)解是_______.

dxx

3.方程y=xy'+siny'的通解是.

4.變量可分離方程sinxcosydx+xydy=0的積分因子是.

二、單項(xiàng)選擇題(每小題3分,本題共12分)

5.一階線性微分方程包+p(x)y=q(x)的積分因子是().

dx

(A)〃=eS(B)〃=eW"⑹…"也(D)〃=e4""

6.方程更=/+/()奇解.

dr

(A)有三個(gè)(B)無(C)有一個(gè)(D)有兩個(gè)

7.方程位=3/過點(diǎn)(0,0)().

dr

(A)有無數(shù)個(gè)解(B)只有三個(gè)解

(C)只有解y=0(D)只有兩個(gè)解

8.微分方程(3/+6xy2)dx+(6/y+4y3)辦,=0是()

(A)可分離變量方程(B)線性方程

(C)全微分方程(D)貝努利方程

三、計(jì)算題(每小題8分,本題共64分)

求下列方程的通解或通積分:

2

9dy=2xy-y

dxx2

10.且U+l

dxx

11.—dx+(y3+Inx)dy=0

x

12.?”+(斤+3/=o

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13.x2(ex4-3y2)dx+2x3ydy=O0

14.(x2ey-y)dx+xdy=0

15.y=(^f)2-xy'+~x2

16,包=上+大

dx2x2y

四、證明題(本題共12分)

17.設(shè)/(x)在[0,+8)上連續(xù),且lim/(x)=O,求證:方程

字+y=/(x)

dr

的任意解y=y(x)均有l(wèi)imy(x)=0.

Xf+O0

-9-

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常微分方程課程試題(五)

一、選擇題(每題3分,共15分)。

1、函數(shù)f(x,y)Ty,y是否滿足李普希茲條件().

(A)不滿足;(B)滿足;(C)可能滿足;(D)可能不滿足

2、下列方程中無奇解的是.()

(A)y'-3y5(B)y'-yjl-y2(C)y'-xy'+2y'2(D)y'-x1+y2

3、向量函數(shù)組y,(x),匕(x),…,%(x)在其定義區(qū)間/上的朗斯基行列式W(x)=0,xe/,是其

線性相關(guān)的().

(A)充分條件;(B)充要條件;(C)必要條件;(D)既非充分又非必要條件.

4、〃階線性非齊次微分方程的所有解能否構(gòu)成一個(gè)線性空間.()

(A)能;(B)不能;(C)不確定;(D)與n有關(guān).

5、〃階線性齊次微分方程基本解組中解的個(gè)數(shù)恰好是()個(gè).

(A)n(B)72-1(C)n+1(D)n+2

二、解下列一階微分方程(每小題5分,共25分)

1、求解方程曳=2一(2)2;

Axxx

2、求解方程y蟲=x(l—/);

dx

3、求解方程*+3y=e2'

4、解方程/e+3y2心+2/煙=0

5、求解方程y=(y')2-町'+;/

三、解下列方程組(每小題8分,共16分).

dx

—=x+y

1、求方程組I山的通解;

M=4x+y

[dt

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今=3%+%-%

at

生=一%+2%+%的通解,

2、求方程組,

at

dy3

~a~tT=%+%+%

四、解下列高階方程(每小題8分,共24分)。

1、求方程y'"-3y"+9y'+l3y=0的通解,

2、求方程y⑷一4了"+5),"-4y+4y=0的通解,

3、求方程y"—5y'=-5x?+2x的通解,

五、應(yīng)用題(共10分)。用拉普拉斯變換求解初值問題:x"—3x'+2x=2e";x(O)=O,x'(O)=(k

力--

六、證明題(共10分)??疾煜到y(tǒng)W的零解的穩(wěn)定性與漸近穩(wěn)定性。

一-

力-

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常微分方程課程試題(六)

一、選擇題(每題3分,共15分)。

dy[0,當(dāng)y=0

1、方程工=《滿足解存在惟一性定理?xiàng)l件的區(qū)域是().

心[yln|y|,當(dāng)y^O

(A)xoy平面(B)左半平面(C)右半平面(D)除x軸外的全平面

2、丫(%,々)=陽(yáng)2+只是一個(gè)()的李雅普諾夫函數(shù).()

(A)正定的(B)負(fù)定的(C)常正的(D)常負(fù)的

3、下列方程中無奇解的是.()

(A)y'=3/(B)=(C)y'-xy'+2y'2(D)y'-x2+y2

4、用待定系數(shù)法求方程y"+y=2sinx的非齊次特解力時(shí),應(yīng)將特解力設(shè)為().

(A)>]=Asinx(B)必=Asinx+8cosx

(C)-Bcosx(D)乃=x(Asinx+Bcosx)

5、〃階線性齊次方程的所有解構(gòu)成一個(gè)()線性空間.()

(A)n—1維(B)〃+l維(C)〃維(D)〃+2維

二、解下列一階微分方程(每小題5分,共25分)

1、求解方程蟲=e*r;

dx

2、求解方程12女=孫一,2;

dx

3、求解方程立-工=/

dxx

4、解方程(31+6◎+3y2)dx+(2x?+3xy)dy=0

5、求解方程),=y"一孫,+g/

三、解下列方程組(每小題8分,共16分)。

I

d一rX+

1、求方程組<的通解;

d-y

-12-

隴東學(xué)院數(shù)學(xué)系重點(diǎn)課程建設(shè)常微分方程試題庫(kù)

今=3%+%-%

at

華=一%+2y2+%的通解,

2、求方程組<

at

①-V+V+V

.一十了2十了3

at

四、解下列高階方程(每小題8分,共24分)。

1、求方程y'"-3y〃+9y'+l3y=0的通解,

m

2、求方程y^-4y+5y"-4y'+4y=0的通解,

3、求方程〉"一5〉'=一5》2+2x的通解,

五、應(yīng)用題(共10分)。用拉普拉斯變換求解初值問題:

x"-3x'+2x=2e3';x(0)=0,x'(0)=0。

dx

—=-x

dt的零解的穩(wěn)定性與漸近穩(wěn)定性。

六、證明題(共10分)。考察系統(tǒng)?

dy_v

(dt

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常微分方程課程試題(七)

一、填空題(每小題共3分,共15分)

1.常微分方程是聯(lián)系、未知函數(shù)及之間的關(guān)系式.

2.一階微分方程的一個(gè)特解的圖像是維空間上的一條曲線.

3.方程位=yIny所有常數(shù)解是________________.

dr

4.方程y〃+5y'+6y=0的基本解組是.

5.變量可分離方程M(x)N(y)dr+P(x)Q(y)dy=0的積分因子是.

二、求下列方程的通解(每小題共8分,共64分)

6.包=上7.—dx+(y3+lnx)dy=0

dxxx

、dy

8.—=y4-sinx

dx

9dyx-y+1

dxy-3

10.ydx+(y=0

11.y"+3y'+2y=0

12.yw-3/+3/-y=0

13.了-3)/二產(chǎn)

三、證明題(本題共10分)

14.設(shè),(x)在[0,+8)上連續(xù),且lim〃x)=0,求證:方程曳+y=/(x)

XT+8dr

的任意解y=y(x)均有l(wèi)imy(x)=0.

四、應(yīng)用題(本題共11分)

15.方程也=Y+y2定義在矩形區(qū)域上,試?yán)么嬖谖ㄒ恍远ɡ泶_定經(jīng)

dx

過點(diǎn)(0,0)的解的存在區(qū)間,并求在此基礎(chǔ)上與真正解的誤差不超過0.05的近似解的表達(dá)式.

-14-

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常微分方程課程試題(八)

一、填空題(每小題共3分,共15分)

1.常微分方程是聯(lián)系、未知函數(shù)及之間的關(guān)系式.

2.一階微分方程的一個(gè)特解的圖像是維空間上的一條曲線.

3.方程位=yIny所有常數(shù)解是_______________.

dr

4.方程y〃+4y'+4y=0的基本解組是.

5.變量可分離方程M(x)N(y)dr+P(x)Q(y)dy=0的積分因子是.

二、求下列方程的通解(每小題共8分,共64分)

6.3=土7.fdx+(y3+inx)dy=0

dxyx

8.包=2?+2/

dxx

9dy^x-y+1

dxx+y-3

10.(y-1-xy)rfx+xdy-0

11.y"-5y'+6y=0

12.y-3y"+3…=0

13.=

三、證明題(本題共10分)

14.設(shè)/(x)在[0,+8)上連續(xù),且lim/(x)=0,求證:方程電+丁=/(1)

x-dx

的任意解y=y(x)均有l(wèi)imy(x)=0.

X->-KC

四、應(yīng)用題(本題共11分)

15.方程蟲=/+y2定義在矩形區(qū)域R:—14x61,-14yAi上,試?yán)么嬖谖ㄒ恍远ɡ泶_定經(jīng)

dx

過點(diǎn)(0,0)的解的存在區(qū)間,并求在此基礎(chǔ)上與真正解的誤差不超過0.05的近似解的表達(dá)式.

-15-

隴東學(xué)院數(shù)學(xué)系重點(diǎn)課程建設(shè)常微分方程試題庫(kù)

常微分方程課程試題(九)

一、填空題(每小題3分,本題共15分)

L程

dl=x2+y2滿足解的存在唯一性定理?xiàng)l件的區(qū)域是.

dr

2程dl

dA=x2siny的所有常數(shù)解是.

3.若y=Q(x)在(-8,+8)上連續(xù),則方程位=Q(x)y的任一非零解

dx

________________與x軸相交,

4.在方程y"+p(x)y'+q(x)y=0中,如果p(x),g(x)在(一8,+oo)上連續(xù),那么它的任

一非零解在xoy平面上與x軸相切.

5.向量函數(shù)組4*),丫2(燈,…,y“a)在其定義區(qū)間/上線性相關(guān)的條件是它們的

朗斯基行列式W(x)=0,xel.

二、單項(xiàng)選擇題(每小題3分,本題共15分)

6.”階線性齊次方程的所有解構(gòu)成一個(gè)()線性空間.

(A)〃維(B)"+1維(C)〃一1維(D)〃+2維

7.方程-=Jx—y+2()奇解.

dr

(A)有三(B)無(C)有一個(gè)(D)有兩個(gè)

dy2

8.方程”=3y3過點(diǎn)(0,0)().

dr

(A)有無數(shù)個(gè)解(B)只有三個(gè)解

(C)只有解y=0(D)只有兩個(gè)解

9.若y=/(x),y=°2(x)是一階線性非齊次微分方程的兩個(gè)不同特解,則該方程的通解可

用這兩個(gè)解表示為().

(A)0(x)-02(X)(B)(P\(x)+02(x)

(C)C{(px(x)-(p2(x))+(p1(x)(D)Cg)i(x)+^>2(x)

I。一,—)連續(xù)是方程初值解唯一的()條件.

(A)必要(B)必要非充分(C)充分必要(D)充分

-16-

隴東學(xué)院數(shù)學(xué)系重點(diǎn)課程建設(shè)常微分方程試題庫(kù)

三、計(jì)算題(每小題6分,本題共30分)求下列方程的通解或通積分:

L

d-)xy

2

dr1+x

zd-y

2x

dYe

13.(x3+xy2)dr+(x2y+y3)d>,=0

14.e'+y'-x=0

15.y/+(y)2=0

四、計(jì)算題(每小題10分,本題共20分)

16.求方程y”-5y'=sin5x的通解.

dx

x+y

17.求下列方程組的通解《dt

dy4x+y

d

五、證明題(每小題10分,本題共20分)

18.設(shè)/'(x,y)在整個(gè)xoy平面上連續(xù)可微,且/(兀丁。)三求證:方程"=的非

dx

常數(shù)解y=y(x),當(dāng)x->%()時(shí),有y(x)打,那么/必為一oo或+8.

19.設(shè)y=0](x)和y=夕2。)是方程y"+4(x)y=。的任意兩個(gè)解,求證:它們的朗斯基行

列式W(x)三C,其中C為常數(shù).

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常微分方程課程試題(十)

一、填空題(每小題3分,本題共12分)

1.一階微分方程的一個(gè)特解的圖像是維空間上的一條曲線.

2.方程苴=yin),所有常數(shù)解是_________________________.

(lx

3.方程y=xyf+;(y')2的通解是.

4.變量可分離方程M(x)N(yZ+=0的積分因子是.

二、單項(xiàng)選擇題(每小題3分,本題共12分)

5.一階線性微分方程曳+p(x)y=q(x)的積分因子是().

dx

(A)〃=e〕”"(B)〃=(C)〃=「加出(D)〃=e

6.方程曳=Jx—y+2()奇解.

dx

(A)有三個(gè)(B)無(C)有一個(gè)(D)有兩個(gè)

7.方程dy上=3-y3過點(diǎn)(0,0)().

dr

(A)有無數(shù)個(gè)解(B)只有三個(gè)解

(C)只有解y=0(D)只有兩個(gè)解

8.微分方程yInydx+(x-Iny)dy=0是()

(A)可分離變量方程(B)線性方程

(C)全微分方程(D)貝努利方程

三、計(jì)算題(每小題6分,本題共66分)求下列方程的通解或通積分:

9.(x+2y)dx-xAy=0

10.蟲=2孫一),2

dxx2

11.立」+1

dxx

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12.電=22+2/

dxx

13.—dx+(>,3+Inx)dy=0

x

14.?〃+(曠)2+3/=0

15.x2(ev+3y2)dx+2x3ydy=0

16.(x2ev-y)dx+xdy=0

17.yr(x-\nyr)=1

18.y=(yf)2-xyf^^x2

19.2yy"=(y,)2

四、證明題(本題共10分)

20.設(shè)/(x)在[0,+8)上連續(xù),且lim/(x)=O,求證:方程空+y=/(x)的任意解

XT+00dx

y=y(x)均有l(wèi)imy(x)=0.

XT+CO

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常微分方程試題(十一)

一單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確的答案,并將其號(hào)碼填入題干后的

括號(hào)內(nèi)。每小題2分,共10分)

1.方程y'"——y"—/=1的通解中含有任意常數(shù)的個(gè)數(shù)為()

A1B2C3D4

2.下列方程中的線性微分方程是()

Acos(x+y')=yByy'=yCy''=xy-xDy,n=siny

3.微分方程y'=y滿足條件y(O)=l的特解是()

AexBex-\Cce'(c為任意常數(shù))D2-ex

4.當(dāng)鹿=1時(shí),方程y'+p(x)y=q(x)y"最確切的名稱是()

A一階方程B貝努利方程

C一階線性方程D一階線性齊次方程

5.在整個(gè)數(shù)軸上線性無關(guān)的一組函數(shù)是()

Al,x-1BO,x,x2,x3

二填空題(每小題2分,共10分)

1.具有性質(zhì)“曲線上任一點(diǎn)的切線的縱截距是切點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的等差中項(xiàng)”的曲線

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所滿足的微分方程是O

2.已知必(x)是二階齊次線性方程y''+a(x)y'+b(x)y=0的一個(gè)非零解,則與必(x)線性

無關(guān)的另一解y2(x)=o

3.設(shè)%是n階常系數(shù)齊次線性方程特征方程的k重根,則該方程相應(yīng)于;I。的k個(gè)線性無

關(guān)解是。

dY

4.y](x),%(x),…,yn(x)是線性方程組——=A(x)y的基本解組的充分必要條是

dx

(1),(2)。

5.方程組—=4%4-y,蟲=2x+5y的奇點(diǎn)類型是______________。

dtdt

三、求出下列方程(組)的通解(每小題10分,共40分)

12dy2

1.x——l=xy-y

dx

2.(y-3x2)dx-(4y-x)dy=0

3.尸2戶3y=3x+l

4.—=-3x+48y-28z,-=-4x+40y-22z,-=-6x+57y—3lz.

dtdtdt

四(10分)、求出方程y=孫'+」的所有解.

五(10分)、討論方程也=2上適合初值條件y(ln2)=-3的解的存在區(qū)間.

dx2

六(10分)、試用形如V(x,y)=ax,n+byn的Liapunov函數(shù)判定方程組

—^y+x\電=—2/+2y5零解的穩(wěn)定性.

dtdt

dx

七(10分)、設(shè)函數(shù)f(t)在[0,+8)上連續(xù)且有界,試證明方程一=/?)—X的所有解均

dt

在[0,+00)上有界.

參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

一.單項(xiàng)選擇題:(每小題2分,共10分)

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1.C2.C3.A4.D5.D

二.填空題(每小題2分,共10分)

1.2xy'-y-x

2.)'|卜|表乎」

3.e^x,xe^,???,xk~'e^x

4.(1)y,…,y”是該方程的解,(2)y1,…,y“線性無關(guān)

5.不穩(wěn)定結(jié)點(diǎn)

三.計(jì)算題(每小題10分,共40分)

1.令?="》得X—=-M2(4分)

dx

1)?=0是解,從而y=O也是原方程的解(5分)

2-0時(shí)有*=—(7分)

UX

積分得u=-」---(9分)

ln|x|+c

X、

從而y=-j—:---(10分)

中+C

2.因?yàn)橐唬▂—3x?)=—(x-4y)

dydx

故該方程是全微分方程(4分)

選特殊路徑積分得原函數(shù)U(x,y)=-2y2-x3+xy(8分)

從而通積分為-2丁2一天3+孫=。(10分)

3.特征方程是萬一2丸—3=0

特征根是3,-1(3分)

齊次方程的通解是);=。]0一"+。20"(5分)

由比較系數(shù)法或常數(shù)變易法可得一特解,例如-冗+1/3(9分)

x3x

從而通解為y=cte~+c2e—x+1/3(10分)

4.特征根為1,2,3(3分)

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一量」5分)

13,

2對(duì)應(yīng)的特征向量為

(10分)

四.

通解為y=cx+l/c(6分)

求包絡(luò)得奇解V=4x(10分)

五.該方程右端函數(shù)在全平面上滿足解的存在唯一性定理和延拓定理的條件(2分)

1+cex

此方程的通解為y=----(5分)

-l-cex

\+ex

過(ln2,—3)的解為y=------(7分)

1-e'

解的存在區(qū)間為(0,+8)(10分)

六.取定正函數(shù)V(x,y)=/+y?(4分)

則全導(dǎo)數(shù)""=4*6+y6)也是定正函數(shù)(8分)

dt

由Liapunov穩(wěn)定性定理知0解是不穩(wěn)定的(10分)

七.設(shè)X。)是該方程的任一解,滿足x?o)=£[0,+8)從而

t

x(t)=+J/G)/-%(4分)

只須證x(r)在[%,+8)有界

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