解答题
[2018年] 已知微分方程y'+y=f(x),其中f(x)是R上的连续函数.
问答题
18.若f(x)=x,求方程的通解.
【正确答案】由题可知方程为一阶线性微分方程.
当f(x)=x时,由公式可得通解为
y(x)=e-∫1dx(∫xe-∫1dx+C)=e-x(∫xexdx+C)
=e-x[(x一1)ex+C]=(x一1)+Ce-x(C为任意常数).
【答案解析】
问答题
19.若f(x)为周期函数,试证微分方程有解与其对应,且该解也为周期函数.
【正确答案】由条件可得通解为
y(x)=e-∫1dx[∫f(x)e∫1dx+C]=e-x∫f(x)exdx+C)(C为任意常数).
y(x+T)=e-(x+T)∫(x+T)ex+Tdx+Ce-(x+T)
=eT·e-x(∫f(x)ex·eTdx+C)
=e-T·e-x·eT(∫f(x)exdx+C1)
=e-x(∫f(x)exdx+C1),
欲使y(x)为周期函数,即y(x)=y(x+T),只需C1=C·e-T,再由e-T>0,得C=0.
所以,y(x)=e-x∫f(x)edx为方程对应的解,且为周期函数.
【答案解析】