问答题
设有微分方程
(x2lnx)y"-xy'+y=0.
(Ⅰ) 验证y1=x是微分方程的一个解;
(Ⅱ) 利用变量代换y=xu,化简微分方程(x2lnx)y"-xy'+y=0,求出其另一解;并求微分方程(x2lnx)y"-xy'+y=0的通解.
【正确答案】[详解] (Ⅰ) 因为y1=x,y'1=1,y"1=0,代入(x2lnx)y"-xy'+y=0后显然满足,可见y1=x是微分方程的一个解.
(Ⅱ) 设y=xu,求出其一阶、二阶导数后代入微分方程,有
(x2lnx)(xu"+2u')-x(xu'+u)+xu=0,
即 (x3lnx)u"+x2(2lnx-1)u'=0.
令p=u',化简后得
[*]
由分离变量法解得[*](取一个解即可).
故 [*]
从而方程有另一解为y2=lnx+1.
故微分方程的通解为y=C1x+C2(lnx+1).
【答案解析】