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常微分方程试题库

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常微分方程

一、填空题

1.微分方程0)(

22=+-+x y dx

dy dx dy n 的阶数是____________ 答:1

2.若),(y x M 和),(y x N 在矩形区域R 内是),(y x 的连续函数,且有连续的一阶偏导数,则方程0),(),(=+dy y x N dx y x M 有只与y 有关的积分因子的充要条件是 _________________________

答:)()1)((y M x N y M φ=-??-?? 3._________________________________________ 称为齐次方程. 答:形如)(x

y g dx dy =的方程 4.如果),(y x f ___________________________________________ ,则

),(y x f dx dy =存在唯一的解)(x y ?=,定义于区间h x x ≤-0 上,连续且满足初始条件)(00x y ?= ,其中 =h _______________________ .

答:在R 上连续且关于y 满足利普希兹条件 ),m i n (m

b a h = 5.对于任意的),(1y x ,),(2y x R ∈ (R 为某一矩形区域),若存在常数)0(>N N 使 ______________________ ,则称),(y x f 在R 上关于y 满足利普希兹条件. 答: 2121),(),(y y N y x f y x f -≤-

6.方程

22y x dx

dy +=定义在矩形区域R :22,22≤≤-≤≤-y x 上 ,则经过点 )0,0(的解的存在区间是 ___________________ 答:4

141≤≤-x 7.若),.....2,1)((n i t x i =是齐次线性方程的n 个解,)(t w 为其伏朗斯基行列式,则)(t w 满足一阶线性方程 ___________________________________

答:0)(1'=+w t a w

8.若),.....2,1)((n i t x i =为齐次线性方程的一个基本解组,)(t x 为非齐次线性方程的一个特解,则非齐次线性方程的所有解可表为_____________________

答:x x c x n

i i i +=∑=1

9.若)(x ?为毕卡逼近序列{})(x n ?的极限,则有≤-)()(x x n ?? __________________ 答:1)!

1(++n n

h n ML 10.______________________称为黎卡提方程,若它有一个特解)(x y ,则经过变换 ___________________ ,可化为伯努利方程. 答:形如

)()()(2x r y x q y x p dx

dy ++=的方程 y z y += 11.一个不可延展解的存在区间一定是 区间. 答:开

12.方程1d d +=y x y 满足解的存在唯一性定理条件的区域是 . 答:}0),{(2>∈=y R y x D ,(或不含x 轴的上半平面)

13.方程y x x

y sin d d 2=的所有常数解是 . 答: ,2,1,0,±±==k k y π

14.函数组)(,),(),(21x x x n ??? 在区间I 上线性无关的 条件是它们的朗斯基行列式在区间I 上不恒等于零.

答:充分

15.二阶线性齐次微分方程的两个解)(),(21x y x y 为方程的基本解组充分必要条件是 .

答:线性无关(或:它们的朗斯基行列式不等于零)

16.方程02=+'-''y y y 的基本解组是 .

答:x x x e ,e

17.若)(x y ?=在),(∞+-∞上连续,则方程y x x

y )(d d ?=的任一非零解 与x 轴相交.

答:不能

18.在方程0)()(=+'+''y x q y x p y 中,如果)(x p ,)(x q 在),(∞+-∞上连续,那么它的任一非零解在xoy 平面上 与x 轴相切.

答:不能

19.若)(),(21x y x y ??==是二阶线性齐次微分方程的基本解组,则它们 共同零点.

答:没有

20.方程21d d y x

y -=的常数解是 . 答:1±=y

21.向量函数组)(,),(),(21x x x n Y Y Y 在其定义区间I 上线性相关的 条件是它们的朗斯基行列式0)(=x W ,I x ∈.

答:必要

22.方程22d d y x x

y +=满足解的存在唯一性定理条件的区域是 . 答: xoy 平面

23.方程0d )1(1)d (22=-+-y x y x y x 所有常数解是 .

答:1,1±=±=x y

24.方程04=+''y y 的基本解组是 .

答:x x 2cos ,2sin

25.一阶微分方程的通解的图像是 维空间上的一族曲线. 答:2

二、单项选择题

1.n 阶线性齐次微分方程基本解组中解的个数恰好是( A )个.

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

2.如果),(y x f ,

y y x f ??),(都在xoy 平面上连续,那么方程),(d d y x f x

y =的任一解的存在区间( D ).

(A )必为),(∞+-∞ (B )必为),0(∞+

(C )必为)0,(-∞ (D )将因解而定

3.方程y x x y +=-31d d 满足初值问题解存在且唯一定理条件的区域是( D ). (A )上半平面 (B )xoy 平面

(C )下半平面 (D )除y 轴外的全平面

4.一阶线性非齐次微分方程组的任两个非零解之差( C ).

(A )不是其对应齐次微分方程组的解 (B )是非齐次微分方程组的解

(C )是其对应齐次微分方程组的解 (D )是非齐次微分方程组的通解

5. 方程

21d d y x y -=过点)1,2

(π共有( B )个解. (A )一 (B )无数 (C )两 (D )三 6. 方程2d d +-=y x x

y ( B )奇解. (A )有三个 (B )无 (C )有一个 (D ) 有两个

7.n 阶线性齐次方程的所有解构成一个( A )线性空间.

(A )n 维 (B )1+n 维 (C )1-n 维 (D )2+n 维

8.方程32

3d d y x y =过点( A ). (A )有无数个解 (B )只有三个解 (C )只有解0=y (D )只有两个解

9. ),(y x f y '连续是保证),(y x f 对y 满足李普希兹条件的( B )条件.

(A )充分 (B )充分必要 (C )必要 (D )必要非充分

10.二阶线性非齐次微分方程的所有解( C ).

(A )构成一个2维线性空间 (B )构成一个3维线性空间

(C )不能构成一个线性空间 (D )构成一个无限维线性空间

11.方程y x y =d d 的奇解是( D )

. (A )x y = (B )1=y (C )1-=y (D )0=y

12.若)(1x y ?=,)(2x y ?=是一阶线性非齐次微分方程的两个不同特解,则该方程的通解可用这两个解表示为( C ).

(A ))()(21x x ??- (B ))()(21x x ??+

(C ))())()((121x x x C ???+- (D ))()(21x x C ??+

13.),(y x f y '连续是方程),(d d y x f x

y =初值解唯一的( D )条件. (A )必要 (B )必要非充分 (C )充分必要 (D )充分

14. 方程1d d +=y x

y ( C )奇解. (A )有一个 (B )有两个 (C )无 (D )有无数个

15.方程323d d y x

y =过点(0, 0)有( A ). (A) 无数个解 (B) 只有一个解 (C) 只有两个解 (D) 只有三个解

三、求下列方程的通解或通积分

1.3

y x y dx dy += 解:23y y x y y x dy dx +=+= ,则 )(121?+??=-c dy e y e x dy y dy y 所以 cy y x +=2

3

另外 0=y 也是方程的解

2.求方程2y x dx

dy +=经过)0,0(的第三次近似解 解:0)(0=x ?

[]2020121)()(x dx x x x x =+=??? []5

2021220121)()(x x dx x x x x

+=+=???

[]811520223160

14400120121)()(x x x x dx x x x x +++=+=??? 3.讨论方程

2y dx dy = ,1)1(=y 的解的存在区间 解:dx y dy =2

两边积分 c x y

+=-1 所以 方程的通解为 c

x y +-=

1 故 过1)1(=y 的解为 21--=x y 通过点 )1,1(的解向左可以延拓到∞-,但向右只能延拓到 2,

所以解的存在区间为 )2,(-∞

4. 求方程01)(22=-+y dx

dy 的奇解 解: 利用p 判别曲线得

?

??==-+020122p y p 消去p 得 12=y 即 1±=y 所以方程的通解为 )sin(c x y += , 所以 1±=y 是方程的奇解

5.0)1()1(cos 2=-++dy y

x y dx y x 解: y M ??=2--y , x

N ??=2--y , y M ??=x N ?? , 所以方程是恰当方程. ???????-=??+=??211cos y

x y y v y x x u 得 )(sin y y x x u ?++= )('2y xy y

u ?+-=??- 所以y y ln )(=? 故原方程的解为 c y y x x =++

ln sin

6. x x x y y y 22'sin cos sin 2-=-+

解: x x x y y y 22'sin cos sin 2-++-= 故方程为黎卡提方程.它的一个特解为 x y sin = ,令x z y sin += , 则方程可化为2z dx dz -= , c

x z +=1 即 c x x y +=-1sin , 故 c

x x y ++=1sin 7.0)37()32(232=-+-dy xy dx y xy

解: 两边同除以2y 得

037322

=-+-xdy dy y ydx xdx 0732=--y

d xy d dx 所以 c y xy x =-

-732 , 另外 0=y 也是方程的解 8.21d d x

xy x y += 解 当0≠y 时,分离变量得

x x x y y d 1d 2

+= 等式两端积分得

C x y ln )1ln(21ln 2++=

即通解为

21x C y +=

9.

x y x

y 2e 3d d =+ 解 齐次方程的通解为 x C y 3e -=

令非齐次方程的特解为

x x C y 3e )(-=

代入原方程,确定出 C x C x +=5e 5

1)( 原方程的通解为

x C y 3e -=+x 2e 5

1 10. 5d d xy y x

y += 解 方程两端同乘以5-y ,得

x y x

y y +=--45

d d 令 z y =-4,则x

z x y y d d d d 45=--,代入上式,得 x z x

z =--d d 41 通解为 4

1e 4+

-=-x C z x 原方程通解为 4

1e 44+-=--x C y x 11.0)d (d 222=-+y y x x xy

解 因为x

N x y M ??==??2,所以原方程是全微分方程. 取)0,0(),(00=y x ,原方程的通积分为

C y y x xy y x =-??020d d 2

即 C y y x =-

323

1 12. y y x y ln d d = 解:当0≠y ,1≠y 时,分离变量取不定积分,得

C x y

y y +=??d ln d 通积分为 x C y e ln = 13.03)(22=+'+''x y y y

解 原方程可化为

0)(2='+'x y y

于是 12d d C x x

y y

=+ 积分得通积分为

23123121C x x C y +-= 14.x

y x y x y +-=2)(1d d 解:令xu y =,则

x

u x u x y d d d d +=,代入原方程,得 21d d u x

u x -= 分离变量,取不定积分,得 C x

x u u

ln d 1d 2+=-?? (0≠C ) 通积分为: Cx x

y ln arcsin

= 15. x

y x y x y tan d d += 解 令u x

y =,则x u x u x y d d d d +=,代入原方程,得 u u x u x u t a n d d +=+,u x

u x tan d d = 当0tan ≠u 时,分离变量,再积分,得 C x x u u ln d tan d +=??

C x u ln ln sin ln +=

即通积分为: Cx x y =sin

16.

1d d +=x

y x y 解:齐次方程的通解为 Cx y = 令非齐次方程的特解为

x x C y )(=

代入原方程,确定出 C x x C +=ln )( 原方程的通解为

Cx y =+x x ln

17. 0d d )e (2=+-y x x y x y

解 积分因子为

21)(x x =

μ 原方程的通积分为

1012d d )(e C y x x

y y x

x =+-?? 即 1e ,e C C C x

y x +==+ 18.0)(2='+''y y y

解:原方程为恰当导数方程,可改写为

0)(=''y y

1C y y ='

分离变量得

x C y y d d 1=

积分得通积分

2122

1C x C y += 19.1)ln (='-'y x y

解 令p y =',则原方程的参数形式为

??

???='+=p y p p x ln 1

由基本关系式

y x y '=d d ,有

p p p

p x y y )d 11(d d 2+-?='= p p

)d 11(-= 积分得 C p p y +-=ln

得原方程参数形式通解为

??

???+-=+=C p p y p p x ln ln 1

20.022=+'+''x y y y

解 原方程可化为

0)(2='+'x y y

于是 12d d C x x

y y

=+ 积分得通积分为 23123

121C x x C y +-= 21. 0)d (d )(3223=+++y y y x x xy x 解:由于x

N xy y M ??==??2,所以原方程是全微分方程. 取)0,0(),(00=y x ,原方程的通积分为

103023d d )(C y y x xy x y

x

=++?? 即 C y y x x =++42242

四、计算题

1.求方程x y y e 2

1=-''的通解. 解 对应的齐次方程的特征方程为:

012=-λ

特征根为: 1,121-==λλ

故齐次方程的通解为: x x C C y -+=e e 21

因为1=α是单特征根.所以,设非齐次方程的特解为

x Ax x y e )(1=

代入原方程,有 x x x x Ax Ax A e 21e e e 2=

-+, 可解出 41=A . 故原方程的通解为 x x

x x C C y e 4

1e e 21++=- 2.求下列方程组的通解

???????+=--=y x t y y x t x 43d d 2d d . 解 方程组的特征方程为

04321=----=-λλ

λE A

即 0232=+-λλ

特征根为 11=λ,22=λ

11=λ对应的解为

t b a y x e 1111??

????=?????? 其中11,b a 是11=λ对应的特征向量的分量,满足

??

????=????????????----0014321111b a 可解得1,111-==b a .

同样可算出22=λ对应的特征向量分量为 3,212-==b a . 所以,原方程组的通解为

??

????-+??????-=??????t t t t C C y x 2221e 32e e e 3.求方程x y y 5sin 5='-''的通解.

解:方程的特征根为01=λ,52=λ

齐次方程的通解为 x C C y 521e +=

因为i i 5±=±βα不是特征根。所以,设非齐次方程的特解为

x B x A x y 5c o s 5s i n )(1+=

代入原方程,比较系数得

?

??=--=+-025*******B A B A 确定出 501-

=A , 50

1=B 原方程的通解为 )5s i n 5(c o s 501e 521x x C C y x -++= 4.求方程255x y y -='-''的通解.

解 对应齐次方程的特征方程为052=-λλ,

特征根为01=λ,52=λ,

齐次方程的通解为 x C C y 521e +=

因为0=α是特征根。所以,设非齐次方程的特解为

)()(21C Bx Ax x x y ++=

代入原方程,比较系数确定出

31=

A ,51=

B ,252=

C 原方程的通解为 x x x C C y x 25

25131e 23521++++= 五、证明题

1.在方程

)()(d d y y f x y ?=中,已知)(y f ,)(x ?'在),(∞+-∞上连续,且0)1(=±?.求

证:对任意0x 和10

任取初值),(00y x ,其中),(0∞+-∞∈x ,10

2.设)(1x y ?=和)(2x y ?=是方程0)(=+''y x q y 的任意两个解,求证:它们的朗斯基行列式C x W ≡)(,其中C 为常数.

证明:如果)(1x y ?=和)(2x y ?=是二阶线性齐次方程

0)()(=+'+''y x q y x p y

的解,那么由刘维尔公式有

?=-x 0d )(0e

)()(x t t p x W x W 现在,0)(≡x p 故有

C x W x W x W x t ==?=-)(e

)()(0d 00x 0

3.在方程0)()(=+'+''y x q y x p y 中,已知)(x p ,)(x q 在),(∞+-∞上连续.求证:该方程的任一非零解在xoy 平面上不能与x 轴相切.

证明:由已知条件可知,该方程满足解的存在惟一及解的延展定理条件,且任一解的存在区间都是),(∞+-∞.

显然,该方程有零解0)(≡x y .

假设该方程的任一非零解)(1x y 在x 轴上某点0x 处与x 轴相切,即有

)()(01

01x y x y '== 0,那么由解的惟一性及该方程有零解0)(≡x y 可知

),(,0)(1∞+-∞∈≡x x y ,这是因为零解也满足初值条件)()(01

01x y x y '== 0,于是由解的惟一性,有∈≡≡x x y x y ,0)()(1,(-∞ )∞+.这与)(1x y 是非零解矛盾.

4.在方程0)()(=+'+''y x q y x p y 中,)(),(x q x p 在),(∞+-∞上连续,求证:若)(x p 恒不为零,则该方程的任一基本解组的朗斯基行列式)(x W 是),(∞+-∞上的严格单调函数.

证明: 设)(1x y ,)(2x y 是方程的基本解组,则对任意),(∞+-∞∈x ,它们朗斯基行列式在),(∞+-∞上有定义,且0)(≠x W .又由刘维尔公式

?=-x 0d )(0e )()(x s

s p x W x W ,),(0∞+-∞∈x )(e )()(x 0d )(0x p x W x W x s s p ?='-

由于0)(0≠x W ,0)(≠x p ,于是对一切),(∞+-∞∈x ,有 0)(>'x W 或 0)(<'x W

故 )(x W 是),(∞+-∞上的严格单调函数.

5.试证:若已知黎卡提方程的一个特解,则可用初等积分法求它的通解 证明: 设黎卡提方程的一个特解为 y y =

令 y z y += , dx y d dx dz dx dy += 又 )()()(2x r y x q y x p dx

dy ++= dx

y d x r y z x q y z x p dx dz -++++=)())(())((2 由假设 )()()(2x r y x q y x p dx y d ++= 得 []

z x q y x p z x p dx dz )()(2)(2++= 此方程是一个2=n 的伯努利方程,可用初等积分法求解

6.试用一阶微分方程解的存在唯一性定理证明:一阶线性方程)()(x Q y x P dx

dy += , 当

)(x P , )(x Q 在[]βα,上连续时,其解存在唯一 证明: 令R : x ∈[]βα, , R y ∈ )(x P , )(x Q 在[]βα,上连续, 则 )()(),(x Q y x P y x f += 显然在R 上连续 , 因为 )(x P 为[]βα,上的连续函数 , 故)(x P 在[]βα,上也连续且存在最大植 , 记为 L 即 )(x P L ≤ , x ∈[]βα, 1y ?,R y ∈2 2121)()(),(),(y x P y x P y x f y x f -=-=)(x P 21y y -21y y L -≤ 因此 一阶线性方程当)(x P , )(x Q 在[]βα,上连续时,其解存在唯一

常微分方程试题库

常微分方程试题库 二、计算题(每题6分) 1. 解方程:0cot tan =-xdy ydx ; 2. 解方程:x y x y e 2d d =+; 3. 解方程:; 4. 解方程: t e x dt dx 23=+; 5. 解方程:0)2(=+---dy xe y dx e y y ; 6. 解方程:0)ln (3=++dy x y dx x y ; 7. 解方程:0)2()32(3222=+++dy y x x dx y x xy ; 8. 解方程:0485=-'+''-'''x x x x ; 9. 解方程:02)3()5()7(=+-x x x ; 10. 解方程:02=-''+'''x x x ; 11. 解方程:1,0='-'='+'y x y x ; 12. 解方程: y y dx dy ln =; 13. 解方程:y x e dx dy -=; 14. 解方程:02)1(22=+'-xy y x ; 15. 解方程:x y dx dy cos 2=; 16. 解方程:dy yx x dx xy y )()(2222+=+; 17. 解方程:x xy dx dy 42=+; 18. 解方程:23=+ρθ ρ d d ; 19. 解方程:22x y xe dx dy +=; 20. 解方程:422x y y x =-'; 选题说明:每份试卷选2道题为宜。

二、计算题参考答案与评分标准:(每题6分) 1. 解方程:0cot tan =-xdy ydx 解: ,2,1,0,2 ,±±=+==k k x k y π ππ是原方程的常数解, (2分) 当2 ,π ππ+ ≠≠k x k y 时,原方程可化为: 0cos sin sin cos =-dx x x dy y y , (2分) 积分得原方程的通解为: C x y =cos sin . (2分) 2. 解方程: x y x y e 2d d =+ 解:由一阶线性方程的通解公式 ? ? +? =-),)(()()(dx e x f C e y dx x p dx x p (2分) x x x x dx x dx e Ce dx e C e dx e e C e 3 1 )() (23222+=+=?+?=---?? 分) (分) (22 3. 解方程: 解:由一阶线性方程的通解公式 ??+?=-))(()()(dx e x f C e y dx x p dx x p (2分) =??+?-)sec (tan tan dx xe C e xdx xdx (2分) ?+=)sec (cos 2xdx C x x x C sin cos +=. (2分) 4. 解方程: t e x dt dx 23=+ 解:由一阶线性方程的通解公式 ??+? =-))(()()(dt e t f C e x dt t p dt t p (2分) =??+?-)(323dt e e C e dt t dt (2分) ?+=-)(53dt e C e t t

常微分方程练习题及答案复习题)

常微分方程练习试卷 一、 填空题。 1. 方程23 2 10d x x dt +=是 阶 (线性、非线性)微分方程. 2. 方程 ()x dy f xy y dx =经变换_______,可以化为变量分离方程 . 3. 微分方程 3230d y y x dx --=满足条件(0)1,(0)2y y '==的解有 个. 4. 设常系数方程 x y y y e αβγ'''++=的一个特解*2()x x x y x e e xe =++,则此方程的系数α= ,β= ,γ= . 5. 朗斯基行列式 ()0W t ≡是函数组12(),(),,()n x t x t x t 在a x b ≤≤上线性相关的 条件. 6. 方程 22(2320)0xydx x y dy ++-=的只与y 有关的积分因子为 . 7. 已知 ()X A t X '=的基解矩阵为()t Φ的,则()A t = . 8. 方程组 20'05??=???? x x 的基解矩阵为 . 9.可用变换 将伯努利方程 化为线性方程. 10 .是满足方程 251y y y y ''''''+++= 和初始条件 的唯一解. 11.方程 的待定特解可取 的形式: 12. 三阶常系数齐线性方程 20y y y '''''-+=的特征根是 二、 计算题 1.求平面上过原点的曲线方程, 该曲线上任一点处的切线与切点和点(1,0)的连线相互垂直. 2.求解方程13 dy x y dx x y +-=-+. 3. 求解方程 222()0d x dx x dt dt += 。 4.用比较系数法解方程. . 5.求方程 sin y y x '=+的通解. 6.验证微分方程 22(cos sin )(1)0x x xy dx y x dy -+-=是恰当方程,并求出它的通解.

常微分方程试题(卷)

一单项选择题(每小题2分, 共40分) 1. 下列四个微分方程中, 为三阶方程的有( )个. (1) (2) (3) (4) A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 2. 为确定一个一般的n阶微分方程=0的一个特解, 通常应给出的初始条件是( ). A. 当时, B. 当时, C. 当时, D. 当时, 3. 微分方程的一个解是( ). A. B. C. D.

4. 下列方程中, 既是齐次方程又是线性方程的是( ). A. B. C. D. 5. 若方程是恰当方程, 则(). A. B. C. D. 6. 若方程有只与y有关的积分因子, 则可取为( ). A. B. C. D. 7. 可用变换( )将伯努利方程化为线性方程. A. B. C. D. 8. 是满足方程和初始条件( )的唯一解. A. B. C. D. 9. 设是n阶齐线性方程的解,

其中是某区间中的连续函数. 如下叙述中, 正确的是( ). A.若的伏朗斯基行列式为零, 则线性无关 B.若的伏朗斯基行列式不为零, 则线性相关 C.若的伏朗斯基行列式不为零, 则线性无关 D.由的伏朗斯基行列式是否为零, 不能确定的线性相关性 10. 设线性无关的函数和是方程的解,则方程 的通解是( ) A.(是任意常数, 下同) B. C. D. 11. 三阶系数齐线性方程的特征根是( ). A. 0, 1, 1 B. 0, 1, -1 C. 1, D. 1, 12. 方程的基本解组是( ).

A. B. C. D. 13. 方程的待定特解可取如下( )的形式: A. B. C. D. 14. 已知是某一三阶齐线性方程的解, 则 和 的伏朗斯基行列式( ). A. 3 B. 2 C. 1 D. 0 15. 可将三阶方程化为二阶方程的变换为( ). A. B. C. D. 16. 方程组满足初始条件的解为( ). A. B. C. D. 17. n阶函数方阵在上连续, 方程组有基解矩阵,

常微分方程期末试题B答案

2005——2006学年第二学期 常微分方程课程试卷(B) 一、填空题(每空2 分,共16分)。 1.李普希滋条件是初值问题存在唯一解的充分条件. 2. 一阶微分方程的一个特解的图像是二 维空间上的一条曲线. 3.线性齐次微分方程组Y A Y ) ( d d x x =的一个基本解组的个数不能多于n个,其中R ∈ x,n R Y∈. 4.二阶线性齐次微分方程的两个解) ( 1 x y? =,) ( 2 x y? =成为其基本解组的充要条件是线性无关. 5.方程2 sin() y xy y '' =+的通解是 6.变量可分离方程()()()()0= +dy y q x p dx y N x M的积分因子是()() x P y N 1 7.性齐次微分方程组的解组) ( , ), ( ), ( 2 1 x x x n Y Y Y 为基本解组的充分必要条件是它们的朗斯基行列式0 ) (≠ x W. 8.方程540 y y y ''' ++=的基本解组是x x e e4 ,- - 二、选择题(每小题3 分,共15分)。 9.两个不同的线性齐次微分方程组( D )的基本解组. (A) 一定有相同(B) 可能有相同 (C) 一定有相似(D) 没有相同 10.方程组 ? ? ? ?? ? ? + = + = y x t y y x t x 4 3 d d 2 d d 的奇点)0,0(的类型是(D ). (A)稳定焦点(B)不稳定焦点(C)鞍点(D)不稳定结点11.方程x(y2-1)d x+y(x2-1)d y=0的所有常数解是( C ). (A) 1± = x(B)1± = y

(C )1±=y , 1±=x (D )1=y , 1=x 12.n 阶线性非齐次微分方程的所有解( D ). (A )构成一个线性空间 (B )构成一个1-n 维线性空间 (C )构成一个1+n 维线性空间 (D )不能构成一个线性空间 13.方程4d d +-=x y x y ( A )奇解. (A) 无 (B) 有一个 (C) 有两个 (D) 可能有 三、计算题(每小题8分,共48分) 。 14.求方程 x y x y x y tan d d +=的通解 解:令x y u =,则u x u y '+=', u x u x tan d d = 当0tan ≠u 时,等号两边积分 1d tan d C x x u u +=?? C x u ln ln sin ln += 0≠C Cx x y =sin 15.求方程0d d )1(2=+--y x x y x 的通解 解:积分因子21)(x x =μ, 则 0d 1d 122=+--y x x x y x 为全微分方程.取10=x ,00=y ,于是通积分为 1012 2d d 1C y x x y x y x =+--?? 即 C x x x y =++1 16.求方程2221)(x y x y y + '-'=的通解 解:令 p y =',得到2 2 2x xp p y +-= (*) ,两端同时关于求导,

(整理)常微分方程试题及参考答案

常微分方程试题 一、填空题(每小题3分,共39分) 1.常微分方程中的自变量个数是________. 2.路程函数S(t)的加速度是常数a,则此路程函数S(t)的一般形式是________. 3.微分方程=g( )中g(u)为u的连续函数,作变量变换________,方程可化为变 量分离方程. 4.微分方程F(x,y′)=0中令P=y′,若x、P平面上的曲线F(x,P)=0的参数形式 为x= (t),P=ψ(t),t为参数,则方程参数形式的通解为________. 5.方程=(x+1)3的通解为________. 6.如果函数f(x,y)连续,y= (x)是方程=f(x,y)的定义于区间x0≤x≤x0+h上,满 足初始条件 (x0)=y0的解.则y= (x)是积分方程________定义于x0≤x≤x0+h 上的连续解. 7.方程=x2+xy,满足初始条件y(0)=0的第二次近似解是________. 8.方程+a1(t) +…+a n-1(t) +a n(t)x=0 中a i(t) i=1,2,…,n是〔a,b〕上的连续函数,又x1(t),x2(t),…,x n(t)为方程n 个线性无关的解,则其伏朗斯基行列式W(t) 应具有的性质是:________. 9.常系数线性方程x(4)(t)-2x″(t)+x(t)=0的通解为________. 10.设A(t)是区间a≤t≤b上的连续n×n矩阵,x1(t),x2(t),…,x n(t)是方程组 x′=A(t)x的n个线性无关的解向量.则方程组的任一解向量x(t)均可表示为:x(t)=________的形式. 11.初值问题(t)+2x″(t)-tx′(t)+3x(t)=e-t,x(1)=1,x′(1)=2,x″(1)=3 可化为与之 等价的一阶方程组________. 12.如果A是3×3的常数矩阵,-2为A的三重特征值,则方程组x′=Ax的基 解矩阵exp A t=________. 13.方程组 的奇点类型是________. 二、计算题(共45分) 1.(6分)解方程 = . 2.(6分)解方程 x″(t)+ =0. 3.(6分)解方程 (y-1-xy)dx+xdy=0. 4.(6分)解方程

常微分方程试题

常微分方程试题

一单项选择题(每小题2分, 共40分) 1. 下列四个微分方程中, 为三阶方程的有( )个. (1) (2) (3) (4) A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 2. 为确定一个一般的n阶微分方程=0的一个特解, 通常应给出的初始条件是( ). A. 当时, B. 当时, C. 当时, D. 当时, 3. 微分方程的一个解是( ). A. B. C. D.

4. 下列方程中, 既是齐次方程又是线性方程的是( ). A. B. C. D. 5. 若方程是恰当方程, 则(). A. B. C. D. 6. 若方程有只与y有关的积分因子, 则可取为( ). A. B. C. D. 7. 可用变换( )将伯努利方程化为线性方程. A. B. C. D. 8. 是满足方程和初始条件( )的唯一解. A. B. C. D. 9. 设是n阶齐线性方程的解,

其中是某区间中的连续函数. 如下叙述中, 正确的是( ). A.若的伏朗斯基行列式为零, 则线性无关 B.若的伏朗斯基行列式不为零, 则线性相关 C.若的伏朗斯基行列式不为零, 则线性无关 D.由的伏朗斯基行列式是否为零, 不能确定的线性相关性 10. 设线性无关的函数和是方程的解,则方程 的通解是( ) A.(是任意常数, 下同) B. C. D. 11. 三阶系数齐线性方程的特征根是( ). A. 0, 1, 1 B. 0, 1, -1 C. 1, D. 1, 12. 方程的基本解组是( ).

A. B. C. D. 13. 方程的待定特解可取如下( )的形式: A. B. C. D. 14. 已知是某一三阶齐线性方程的解, 则 和 的伏朗斯基行列式( ). A. 3 B. 2 C. 1 D. 0 15. 可将三阶方程化为二阶方程的变换为( ). A. B. C. D. 16. 方程组满足初始条件的解为( ). A. B. C. D. 17. n阶函数方阵在上连续, 方程组有基解矩阵,

常微分方程习题集

《常微分方程》测试题1 一、填空题30% 1、形如的方程,称为变量分离方程, 这里.分别为的连续函数。 2、形如-的方程,称为伯努利方程, 这里的连续函数.n 3、如果存在常数-对于所有函数称为在R上 关于满足利普希兹条件。 4、形如-的方程,称为 欧拉方程,这里 5、设的某一解,则它的任一解 - 。 二、计算题40% 1、求方程 2、求方程的通解。 3、求方程的隐式解。 4、求方程 三、证明题30% 1.试验证=是方程组x=x,x= ,在任何不包含原点的区间a上的基解矩阵。 2.设为方程x=Ax(A为nn常数矩阵)的标准基解矩阵(即(0)=E),证明: (t)=(t- t)其中t为某一值.<%建设目标%> 《常微分方程》测试题2

一、填空题:(30%) 1、曲线上任一点的切线的纵截距是切点的横坐标和纵坐标的等差中项,则曲线所满足的 8、已知是二阶齐次线性微分方程的一个非零解,则与线性无关的另一 10、线性微分方程组的解是的基本解组的充要条件是. 二、求下列微分方程的通解:(40%) 1、 2、 3、 4、 5、求解方程. 三、求初值问题的解的存在区间,并求第二次近似解,给出在解的存在区间的误差估计. (10分)

四、求解微分方程组 满足初始条件的解. (10%) 五、证明题:(10%) 设,是方程 的解,且满足==0,,这里在上连续,.试证明:存在常数C使得=C 《常微分方程》测试题3 1.辨别题 指出下列方程的阶数,是否是线性方程:(12%) (1)(2)(3) (4)(5)(6) 2、填空题(8%) (1).方程的所有常数解是___________. (2).若y=y1(x),y=y2(x)是一阶线性非齐次方程的两个不同解,则用这两个解可把其通解表示为________________. (3).若方程M(x, y)d x + N(x, y)d y= 0是全微分方程,同它的通积分是 ________________. (4).设M(x0, y0)是可微曲线y=y(x)上的任意一点,过该点的切线在x轴和y轴上的截距分别是_________________. 3、单选题(14%) (1).方程是().

常微分方程习题及答案.[1]

第十二章 常微分方程 (A) 一、是非题 1.任意微分方程都有通解。( ) 2.微分方程的通解中包含了它所有的解。( ) 3.函数x x y cos 4sin 3-=是微分方程0=+''y y 的解。( ) 4.函数x e x y ?=2是微分方程02=+'-''y y y 的解。( ) 5.微分方程0ln =-'x y x 的通解是()C x y += 2 ln 2 1 (C 为任意常数)。( ) 6.y y sin ='是一阶线性微分方程。( ) 7.xy y x y +='33不是一阶线性微分方程。( ) 8.052=+'-''y y y 的特征方程为0522=+-r r 。( ) 9. 2 2 1xy y x dx dy +++=是可分离变量的微分方程。( ) 二、填空题 1.在横线上填上方程的名称 ①()0ln 3=-?-xdy xdx y 是 。 ②()()022=-++dy y x y dx x xy 是 。 ③x y y dx dy x ln ?=是 。 ④x x y y x sin 2+='是 。 ⑤02=-'+''y y y 是 。 2.x x y x y cos sin =-'+'''的通解中应含 个独立常数。 3.x e y 2-=''的通解是 。 4.x x y cos 2sin -=''的通解是 。 5.124322+=+'+'''x y x y x y x 是 阶微分方程。 6.微分方程()06 ='-''?y y y 是 阶微分方程。

7.x y 1 =所满足的微分方程是 。 8.x y y 2='的通解为 。 9. 0=+ x dy y dx 的通解为 。 10. ()25 11 2+=+- x x y dx dy ,其对应的齐次方程的通解为 。 11.方程()012=+-'y x y x 的通解为 。 12.3阶微分方程3x y ='''的通解为 。 三、选择题 1.微分方程()043='-'+''y y y x y xy 的阶数是( )。 A .3 B .4 C .5 D . 2 2.微分方程152=-''-'''x y x y 的通解中应含的独立常数的个数为( )。 A .3 B .5 C .4 D . 2 3.下列函数中,哪个是微分方程02=-xdx dy 的解( )。 A .x y 2= B .2x y = C .x y 2-= D . x y -= 4.微分方程32 3y y ='的一个特解是( )。 A .13+=x y B .()3 2+=x y C .()2 C x y += D . ()3 1x C y += 5.函数x y cos =是下列哪个微分方程的解( )。 A .0=+'y y B .02=+'y y C .0=+y y n D . x y y cos =+'' 6.x x e C e C y -+=21是方程0=-''y y 的( ),其中1C ,2C 为任意常数。 A .通解 B .特解 C .是方程所有的解 D . 上述都不对 7.y y ='满足2|0==x y 的特解是( )。 A .1+=x e y B .x e y 2= C .22x e y ?= D . x e y ?=3 8.微分方程x y y sin =+''的一个特解具有形式( )。 A .x a y sin *= B .x a y cos *?=

2012常微分方程试题B及答案

南京农业大学试题纸 2011-2012学年第2 学期课程类型:必修试卷类型:B Array 装 订 线 装 订 线

常微分方程模拟试题(B)参考答案 2012.7 一、填空题(每小题3分,本题共30分) 1.二 2. )()]()([1211x y x y x y C +- 3. ()0W t ≡或00()=0,W t t I ∈ 4. )(x N x N y M ?=??-?? 5.1y =± 6. n 7. 充分 8. 0 0(,)x x y y f x y dx =+ ? 9. 1 ,Re s a s a >- 10. ()+∞∞-, 二、计算题(每小题5分,本题共20分) 11. 解: 齐次方程的通解为 x C y 3e -= (3分) 令非齐次方程的特解为 x x C y 3e )(-= 代入原方程,确定出 C x C x +=5e 5 1)( 原方程的通解为 x C y 3e -=+ x 2e 5 1 (5分) 12. 解: 对应的特征方程为:012 =++λλ, 解得i i 2 3,2321221 1--=+ -=λλ (3分) 所以方程的通解为:)2 3sin 23cos (212 1 t c t c e x t +=- (5分) 13. 1=??y M ,x N ??=1 , x N y M ??=?? 所以此方程是恰当方程. (3分) 凑微分,0)(22 =++-xdy ydx ydy dx x 得 C y xy x =-+23 3 1 (5分) 14. 5,1,dy dt x y t dx dx -===-令则 1,(7)77dt t t dt dx dx t -=---原方程化为:变量分离 (3分) 2 1772 t x c t -=-+两边积分 21 7(5)7.(5)x y x c x y --+=-+-+代回变量 (5分)

2018常微分方程考研复试真题及答案

常微分方程计算题 2.指出下列方程中的阶数,是线性方程还是非线性方程,并说明理由; (1) t 2 2 2dt u d +t dt du +( t 2 -1)u=0 (2) dx dy =x 2+y 2 ; (3)dx dy + 2 x y =0 3.求曲线族y=C 1e x +C 2x e x 所满足的微分方程 4.验证函数y= C 1e x 2+ C 2e x 2-是微分方程y `` -4y=0的解,进一步验证它是通解。 5.试用一阶微分方程形式不变性求解方程dx dy =2x 6.什么叫积分一个微分方程 7.什么是求解常微分方程的初等积分法 8.分离变量一阶方程的特征是什么 9.求下列方程的通解 (1) y ` =sinx (2) x 2 y 2 y ` +1=y (3) tgx dx dy =1+y (4) dx dy =exp(2x-y) (5) dx dy =21y 2- (6) x 2 ydx=(1- y 2 +x-2 x 2 y 2 )dx (7)( x 2 +1)( y 2 -1)dx+xydy=0 10.叙述齐次函数的定义 11.试给出一阶方程y ` =f(x,y)或p(x,y)dx+ q(x,y)dy=0为齐次方程的特征。说明二

个方程的关系。 12.求解齐次方程通常用什么初等变换,新旧函数导数关系如何 13.求解下列方程 dx dy =2 22y x xy - 14.求解下列方程 (1)(x+2y )dx —xdy=0 (2) dx dy =x y +y x 2 15. dx dy =22y x xy + 16(x 2 +y 2 )dx —2xydy=0 17. dx dy =5 242+---y x x y 18―――――19 20―――――――27

《常微分方程》期末模拟试题

《常微分方程》模拟练习题及参考答案 一、填空题(每个空格4分,共80分) 1、n 阶线性齐次微分方程基本解组中解的个数恰好是 n 个。 2、一阶微分方程 2=dy x dx 的通解为 2=+y x C (C 为任意常数) ,方程与通过点(2,3)的特解为 2 1=-y x ,与直线y=2x+3相切的解是 2 4=+y x ,满足条件3 3ydx =?的解为 22=-y x 。 3、李普希兹条件是保证一阶微分方程初值问题解惟一的 必要 条件。 4、对方程 2()dy x y dx =+作变换 =+u x y ,可将其化为变量可分离方程,其通解为 tan()=+-y x C x 。 5、方程过点共有 无数 个解。 6、方程 ''2 1=-y x 的通解为 42 12122=-++x x y C x C ,满足初始条件13|2,|5====x x y y 的特解为 4219 12264 =-++x x y x 。 7、方程 无 奇解。 8、微分方程2260--=d y dy y dx dx 可化为一阶线性微分方程组 6?=??? ?=+??dy z dx dz z y dx 。 9、方程 的奇解是 y=0 。 10、35323+=d y dy x dx dx 是 3 阶常微分方程。 11、方程 22dy x y dx =+满足解得存在唯一性定理条件的区域是 xoy 平面 。 12、微分方程22450d y dy y dx dx --=通解为 512-=+x x y C e C e ,该方程可化为一阶线性微分方程组 45?=??? ?=+??dy z dx dz z y dx 。 2 1d d y x y -=)1,2 (πx x y x y +-=d d y x y =d d

常微分方程试题库.

常微分方程 一、填空题 1 .微分方程(立)n +业—VEX? = 0的阶数是 dx dx 答:1 2 .若M (x, V)和N (x, V)在矩形区域R内是(x, V)的连续函数,且有连续的一阶偏导数,则 方程M (x,y)dx + N(x, y)dy =0有只与V有关的积分因子的充要条件是 血 f N -1 答:(亏一寸M)= (V) 3. ^为齐次方程. 答:形如dV =g(V)的方程 dx x 4 .如果f (x, V) ___________________________________________ M ,业=f (x, V)存在 dx 唯一的解y = %x),定义丁区问x-x o

8. 若X i (t)(i =1,2,.....n)为齐次线性方程的一个基本解组,x(t)为非齐次线性方程的一个 特解,则非齐次线性方程的所有解可表为 答:X =' c i x i - X i 4 9. 若中(X)为毕卡逼近序列虬(X)}的极限,则有|%x)M n(x)W 答:MLh n1 (n 1)! 10. 为黎卡提方程,若它有一个特解y(x),则经过变换 ____________________ ,可化为伯努利方程. 答:形如—=p(x)y2+q(x)y + r (x)的方程y = z + y dx 11. 一个不可延展解的存在区间一定是区间. 答:开 12. ______________________________________________________________ 方程业=后〔满足解的存在唯一性定理条件的区域是_______________________________ . dx ' 答:D ={(x,y)在R2y >0},(或不含x轴的上半平■面) 13 .方程华=x2sin y的所有常数解是. dx 答:y =k二,k =0, —1, —2, 14. 函数组明(x)*2(x),…,气(x)在区间I上线性无关的条件是它们的朗 斯基行列式在区间I上不包等丁零. 答:充分 15. 二阶线性齐次微分方程的两个解y〔(x), y2(x)为方程的基本解组充分必要条件 是. 答:线性无关(或:它们的朗斯基行列式不等丁零) 16. 方程广-2y'+y=0的基本解组是 答:e x, xe X 17. 若y =%x)在(s,十8)上连续,则方程d^=

常微分方程应用题和答案

应 用 题(每题10分) 1、设()f x 在(,)-∞∞上有定义且不恒为零,又()f x '存在并对任意,x y 恒有 ()()()f x y f x f y +=,求()f x 。 2、设()()()F x f x g x =,其中函数(),()f x g x 在(,)-∞∞内满足以下条件 ()(),()(),(0)0,()()2x f x g x g x f x f f x g x e ''===+= (1)求()F x 所满足的一阶微分方程; (2)求出()F x 的表达式。 3、已知连续函数()f x 满足条件320 ()3x x t f x f dt e ??=+ ??? ?,求()f x 。 4、已知函数()f x 在(0,)+∞内可导,()0,lim ()1x f x f x →+∞ >=,且满足 1 1 0()lim ()h x h f x hx e f x →? ?+ ?= ? ?? ? ,求()f x 。 5、设函数()f x 在(0,)+∞内连续,5 (1)2 f =,且对所有,(0,)x t ∈+∞,满足条件 1 1 1 ()()()xt x t f u du t f u du x f u du =+? ??,求()f x 。 6、求连续函数()f x ,使它满足10 ()()sin f tx dt f x x x =+?? 。 7、已知可微函数()f t 满足 31() ()1()x f t dt f x t f t t =-+?,试求()f x 。 8、设有微分方程 '2()y y x ?-=, 其中21 ()01x x x ?? 。试求在(,)-∞∞内的连续函 数()y y x =使之在(,1)-∞和()1,+∞内部满足所给方程,且满足条件(0)0y =。 9、设位于第一象限的曲线()y f x = 过点122?? ? ? ?? ,其上任一点(,)P x y 处的法线与y 轴的交点为Q ,且线段PQ 被x 轴平分。 (1)求曲线()y f x =的方程; (2)已知曲线sin y x =在[0,]π上的弧长为l ,试用l 表示曲线()y f x =的弧长s 。 10、求微分方程(2)0xdy x y dx +-=的一个解()y y x =,使得由曲线()y y x =与直线 1,2x x ==以及x 轴所围成的平面图形绕x 轴旋转一周的旋转体体积最小。 11、设曲线L 位于xOy 平面的第一象限内,L 上任一点M 处的切线与y 轴总相交,交点记为

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常微分方程试题库试 卷库

常微分方程期终考试试卷(1) 一、 填空题(30%) 1、方程(,)(,)0M x y dx N x y dy +=有只含x 的积分因子的充要条件是( )。有只含y 的积分因子的充要条件是______________。 2、_____________称为黎卡提方程,它有积分因子______________。 3、__________________称为伯努利方程,它有积分因子_________。 4、若12(),(),,()n X t X t X t 为n 阶齐线性方程的n 个解,则它们线性无关的充要条件是__________________________。 5、形如___________________的方程称为欧拉方程。 6、若()t φ和()t ψ都是' ()x A t x =的基解矩阵,则()t φ和()t ψ具有的关系是 _____________________________。 7、当方程的特征根为两个共轭虚根是,则当其实部为_________时,零解是稳定的,对应的奇点称为___________。 二、计算题(60%) 1、 3 ()0ydx x y dy -+= 2、sin cos2x x t t ''+=- 3、若 2114A ?? =?? -??试求方程组x Ax '=的解12(),(0)t η??ηη??==????并求expAt 4、32( )480 dy dy xy y dx dx -+= 5、求方程2 dy x y dx =+经过(0,0)的第三次近似解 6.求1,5 dx dy x y x y dt dt =--+=--的奇点,并判断奇点的类型及稳定性. 三、证明题(10%) 1、n 阶齐线性方程一定存在n 个线性无关解。 试卷答案 一填空题 1、()M N y x x N ???-??= ()M N y x y M ???-??=-

常微分方程练习题及答案(复习题)

常微分方程练习题及答案(复习题)

常微分方程练习试卷 一、 填空题。 1. 方程23 2 10d x x dt +=是 阶 (线性、非线性)微分方程. 2. 方程 ()x dy f xy y dx =经变换_______,可以化为变量分离方程 . 3. 微分方程 3230d y y x dx --=满足条件(0)1,(0)2y y '==的解有 个. 4. 设常系数方程 x y y y e αβγ'''++=的一个特解*2()x x x y x e e xe =++,则此方程的系数α= ,β= ,γ= . 5. 朗斯基行列式 ()0W t ≡是函数组12(),(),,()n x t x t x t L 在a x b ≤≤上线性相关的 条件. 6. 方程 22(2320)0xydx x y dy ++-=的只与y 有关的积分因子为 . 7. 已知 ()X A t X '=的基解矩阵为()t Φ的,则()A t = . 8. 方程组 20'05??=???? x x 的基解矩阵为 . 9.可用变换 将伯努利方程 化为线性方程. 10 .是满足方程 251y y y y ''''''+++= 和初始条件 的唯一解. 11.方程 的待定特解可取 的形式: 12. 三阶常系数齐线性方程 20y y y '''''-+=的特征根是 二、 计算题 1.求平面上过原点的曲线方程, 该曲线上任一点处的切线与切点和点(1,0)的连线相互垂直. 2.求解方程13 dy x y dx x y +-=-+. 3. 求解方程 222()0d x dx x dt dt += 。 4.用比较系数法解方程. . 5.求方程 sin y y x '=+的通解. 6.验证微分方程 22(cos sin )(1)0x x xy dx y x dy -+-=是恰当方程,并求出它的通解.

常微分方程试题模拟试题(一)

常微分方程试题模拟试题(一) 一、填空题(每小题3分,本题共15分) 1 .方程d d y x =满足初值解的存在且惟一性的区域是 . 2.方程0d )1(d )1(=+++y x x y 所有常数解是 . 3.线性方程0y y ''+=的基本解组是 . 4.(,)y f x y '有界是保证方程d (,)d y f x y x =初值解惟一的 条件. 5.向量函数组在区间I 上的朗斯基行列式()0W x =是它们线性相关的 条件. 二、单项选择题(每小题3分,本题共15分) 6.积分方程11()1()d x y x y s s s =+?的解是( ) . (A )1y = (B )e x y = (C )0y = (D )y x = 7. 一阶线性微分方程d ()()d y p x y q x x +=的积分因子是( ). (A )?=x x p d )(e μ (B )?=x x q d )(e μ (C )?=-x x p d )(e μ (D )?=-x x q d )(e μ 8.方程 ?????≠==0 ,ln 00d d y y y y x y 当当, 在xoy 平面上任一点的解( ). (A )都不是惟一的 (B )都是惟一的 (C )都与x 轴相交 (D )都与x 轴相切 9.平面系统???????+=+=y x t y y x t x 43d d 2d d 的奇点类型是( ). (A )不稳定结点 (B )稳定焦点 (C )不稳定焦点 (D )鞍点 10.方程0y y ''+=的任一非零解在(,)x y 平面的x 轴上任意有限区间内( )零点. (A )无 (B )只有一个 (C )至多只有有限个 (D )有无限个 三、计算题(每小题8分,共40分) 求下列方程的通解或通积分: 11. 2211d d x y x y --= 12. ()d ()d 0x y x x y y +--= 13. 2y xy y ''=+ 14.012)(2=+'-'y x y 15.032 22=-'-''y x y y y 四、计算题(本题15分)

常微分方程题库

常微分方程试题库 (一)、填空题(每空3分) 1、 当_______________时,方程0),(),(=+dy y x N dx y x M 称为恰当方程,或称全微分方程,其原函数为: 。 2、形如________________的方程,称为齐次方程。 3、求),(y x f dx dy =满足00)(y x =?的解等价于求积分方程____________________的连续解。 4、设)(x y ψ=是一阶非齐次线性方程于区间I 上的任一解,)(x ?是其对应齐线性方程于区间I 上的一个非零解。则一阶非齐次线性方程的全部解的共同表达式为: 。 5、若)(),...(),(21t x t x t x n 为n 阶齐线性方程的n 个解,则它们线性无关的充要条件是__________________________________________。 6、方程组X t A dt dX )(=的_________________,称之为X t A dt dX )(=的一个基本解组。 7、若)(t Φ是常系数线性方程组 AX dt dX =的基解矩阵,则At exp = 。 8、方程 称为一阶线性方程,它有积分因子 ,其通解为 。 9、设)(),(21x x ??是与二阶线性方程: )()()(21x f y x a y x a y =+'+'',对应的齐次线性方程的基本解组,则的二阶线性方程全部解的共同表达式为: .10、形如 的方程称为欧拉方程。 11、若)(t Φ和)(t ψ都是X t A dt dX )(=的基解矩阵,则)(t Φ和)(t ψ具有的关系: 。 12、若向量函数);(y t g 在域R 上 ,则方程组0000),;(),;(y y t t y t g dt dy ==?的解?存在且惟一。 13、方程),,,,(y )1((n)-'=n y y y x f 经过变换 ,可化为含有n 个未知函数的一阶微分方程组。 14、方程04=+''y y 的基本解组是 . 15、向量函数组)(,),(),(21x x x n Y Y Y 在区间I 上线性相关的

常微分方程期末考试练习题及答案.

一,常微分方程的基本概念 常微分方程: 含一个白变量x,未知数y及若干阶导数的方程式。一般形式为:F (x, y, y …y(n)) =0 (n 丰0). 1. 常微分方程中包含未知函数最高阶导数的阶数称为该方程的阶。 如:f(x)⑶ +3f(x)+x=f(x) 为 3 阶方程。 2. 若f (x)使常微分方程两端恒等,则f (x)称为常微分方程的解。 3. 含有独立的任意个常数(个数等于方程的阶数)的方程的解称为常微 分方程的通解。如常系数三阶微分方程F (t , x(3)) =0的通解的形式为:x (t) =cx (t) +C2x (t) +C3x (t )。 4. 满足初值条件的解称为它的特解(特解不唯一,亦可能不存在) 。 5. 常微分方程之线性及非线性:对于F (x, y, y…y(n)) =0而言,如果方程之左端是y, y'…y(n)的一次有理式,则次方程为n阶线性微分方程。(方程线性与否与白变量无关)。如:xy⑵-5y +3xy=sinx 为2阶线性微分方程;y⑵+siny=0为非线性微分方程。 注:a.这里主要介绍几个主要的,常用的常微分方程的基本概念。余者如常微分方程之显隐式解,初值条件,初值问题等概念这里予以略去。另外,有兴趣的同学不妨看一下教材23页的雅可比矩阵。 b.教材28页第八题不妨做做。

二.可分离变量的方程

1. 定义:形如dy=f (x) 4 (y)的方程,称为分离变量方程。这里f dx (x), § (x)分别是x, y的连续函数。 2. 解法:分离变量法』芸七=J f (x)dx+c. (*) 说明:a由于(*)是建立在§ (y)乒0的基础上,故而可能漏解。 需视情况补上§ (y) =0的特解。(有时候特解也可以和通解统一于 一式中) b.不需考虑因白变量引起的分母为零的情况。 例 1. ydx (x2-4x)dy =0 解:由题意分离变量得:2dx dy=0 x -4 y 即:1(工-1)dx 业=。 4 x —4 x y 积分之,得:1(ln x—4 —In x)+ln y =c 故原方程通解为:(x-4)y4=cx (c为任意常数),特解y=0 包含在通解中(即两者统一于一式中)。 *例2.若连续函数f (x)满足f(x)T f(:)dt+|n2,则f (x)是? 解:对给定的积分方程两边关于x求导,得: f' (x) = 2 f (x) (变上限求积分求导) 分离变量,解之得:f(x)=Ce2x 由原方程知:f (0) =In2 ,代入上解析式得: C=ln2 ,

常微分方程模拟试题

常微分方程模拟试题 一、填空题(每小题3分,本题共15分) 1.一阶微分方程的通解的图像是 2 维空间上的一族曲线. 2.二阶线性齐次微分方程的两个解)(),(21x y x y 为方程的基本解组充分必要条件是 . 3.方程02=+'-''y y y 的基本解组是 . 4.一个不可延展解的存在在区间一定是 区间. 5.方程 21d d y x y -=的常数解是 . 二、单项选择题(每小题3分,本题共15分) 6.方程y x x y +=-31d d 满足初值问题解存在且唯一定理条件的区域是( ). (A )上半平面 (B )xoy 平面 (C )下半平面 (D )除y 轴外的全平面 7. 方程 1d d +=y x y ( )奇解. (A )有一个 (B )有两个 (C )无 (D )有无数个 8.)(y f 连续可微是保证方程 )(d d y f x y =解存在且唯一的( )条件. (A )必要 (B )充分 (C )充分必要 (D )必要非充分 9.二阶线性非齐次微分方程的所有解( ). (A )构成一个2维线性空间 (B )构成一个3维线性空间 (C )不能构成一个线性空间 (D )构成一个无限维线性空间 10.方程32 3d d y x y =过点(0, 0)有( B ). (A) 无数个解 (B) 只有一个解 (C) 只有两个解 (D) 只有三个解 三、计算题(每小题6分,本题共30分) 求下列方程的通解或通积分: 11. y y x y ln d d = 12. x y x y x y +-=2)(1d d 13. 5d d xy y x y += 14.0)d (d 22 2=-+y y x x xy 15.3 )(2y y x y '+'= 四、计算题(每小题10分,本题共20分) 16.求方程2 55x y y -='-''的通解. 17.求下列方程组的通解. ?????? ?-=+=x t y t y t x d d sin 1d d

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