解答题
求解下列微分方程:
问答题
【正确答案】解:解方程组 令X=x+2,Y=y+3代入原方程 再令Y=uX, 得 变量还原,得
【答案解析】
问答题
【正确答案】解: 令y2=η,x2=ξ,则方程变为 解方程组 令X=ξ-2,Y=η-1, 代入①得 再令代入 对③式两边积分 变量还原,得x2+y2-3=C(x2-y2-1)5.
【答案解析】
问答题
(x-2siny+3)dx-(2x-4siny-3)cosydy=0.
【正确答案】解:原方程(x-2siny+3)dx-(2x-4siny-3)d(siny)=0, 令siny=z,则方程 再令x-2z=u, 两边积分3u-u2=9x+C, 变量还原得3(x-2siny)-(x-2siny)2=9x+C.
【答案解析】
问答题
已知

且f(0)=g(0)=0,试求
【正确答案】解: 由f(0)=0,得; 同理,得g(x)=ln(1+x). 于是 而 ∴x→0时, ∴
【答案解析】
问答题
设A,B都是三阶矩阵,满足AB=A-B.若λ
1,λ
2,λ
3是A的三个不同的特征值,证明:
(1)λ
i≠-1(i=1,2,3);
(2)存在可逆矩阵C,使C
-1AC,C
-1BC同时为对角矩阵.
【正确答案】解:(1)要证λ=-1不是A的特征值,也就是要证|E+A|≠0,即A+E可逆. (2)由于A有三个不同的特征值,设Axi=λixi(i=1,2,3),则x1,x2,x3线性无关.用分块矩阵 即C-1AC=Λ1,可见要证C-1BC=Λ2,也就是要证xi也是B的特征向量. 证:(1)由于AB=A-B,故A-B-AB+E=E,即(A+E)(E-B)=E,从而A+E可逆且其逆是E-B,那么|A+E|≠0,知λ=-1不是A的特征值. (2)从可逆定义知(A+E)(E-B)=(E-B)(A+E). 从而AB=BA.设Ax1=λ1x1,Ax2=λ2x2,Ax3=λ3x3,由于λ1,λ2,λ3是不同的特征值,故x1,x2,x3线性无关,且 另一方面,因为AB=BA,有ABxi=BAxi=B(Axi)=λiBxi,i=1,2,3. 若Bxi≠0,则Bxi也是A关于λi的特征向量,且λi是单根,λi只有一个线性无关的特征向量,故必有Bxi=μixi,知xi是B关于μi的特征向量. 若Bxi=0,则Bxi=0xi,知xi是B关于λ=0的特征向量. 不论哪种情况,xi都是B的特征向量,从而 可见C-1BC=Λ2.所以A,B可同时对角化.
【答案解析】
问答题
设函数Q(x,y)在xOy平面上具有一阶连续偏导数,曲线积分∫
L2xydx+Q(x,y)dy与路径无关,并对任意t恒有
【正确答案】解:由曲线积分与路径无关的条件有 Q(x,y)=x2+C(y),其中C(y)为待定函数. 又 由题设条件有 两边对t求导,得 2t=1+C(t),C(t)=2t-1,从而C(y)=2y-1, 故Q(x,y)=x2+2y-1.
【答案解析】