设φ(x)是以2π为周期的连续函数,且φˊ(x)=φ(x),φ(0)=0. (1)求方程yˊ+ysinx=φ(x)e cosx 的通解; (2)方程是否有以2π为周期的解?若有,请写出所需条件;若没有,请说明理由.
【正确答案】正确答案:本题考查微分方程的求解与解的讨论,尤其是(2)关于解的讨论,是考生在考场上的难点,请复习备考的学生重视. (1)该方程为一阶线性微分方程,通解为 y=e -∫sinxdx [∫φ(x)e cosx e sinxdx dx+C] =e cosx [∫φ(x)e cosx .e -cosx dx+C] =e cosx [∫φ(x)dx+C]=e cosx [Ф(x)+C](其中C为任意常数). (2)因为Фˊ(x)=φ(x),所以Ф(x)=∫ 0 x φ(t)dt+C 1 .又Ф(0)=0,于是,Ф(x)=∫ 0 x φ(t)dt.而Ф(x+2π)=∫ 0 x+2π φ(t)dt=∫ 0 x φ(t)dt+∫ x x+2π φ(t)dt=Ф(x)+∫ 0 φ(t)dt,所以,当∫ 0 φ(t)dt=0时,Ф(x+2π)=Ф(x),即Ф(x)以2π为周期. 因此,当∫ 0 φ(t)dt=0时,方程有以2π为周期的解.
【答案解析】