常微分方程习题集

常微分方程习题集
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x.y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n n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

微分方程是.

2、方程的通解中含有任意常数的个数为.

3、方程有积分因子的充要条件为.

4、连续是保证对满足李普希兹条件的条件.

5、方程满足解的存在唯一性定理条件的区域是.

6、若是二阶线性齐次微分方程的基本解组,则它

们(有或无)共同零点.

7、设是方程的通解,则

.

8、已知是二阶齐次线性微分方程的一个非零解,则与

线性无关的另一解 .

9、设是阶常系数齐次线性方程特征方程的K重根,则该方程相应于的K个线

性无关解是 .

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().

(A)可分离变量方程(B)线性方程

(C)全微分方程(D)贝努利方程

(2).方程,过点(0,0)有().

(A) 一个解(B)两个解

(C) 无数个解(D)三个解

(3).方程x(y2-1)d x+y(x2-1)d y=0的所有常数解是().

(A)y=±1, x=±1, (B) y=±1

(C) x=±1 (D) y=1, x=1

(4).若函数y(x)满足方程,且在x=1时,y=1, 则在x = e时y=( ).

(A)(B) (C)2 (D) e

(5).阶线性齐次方程的所有解构成一个()线性空间.

(A)维(B)维(C)维(D)维

(6).方程()奇解.

(A)有三个(B)无(C)有一个(D)有两个(7).方程过点().

(A)有无数个解(B)只有三个解

(C)只有解(D)只有两个解

4.计算题(40%)

求下列方程的通解或通积分:

(1).

(2).

(3).

(4).

(5).

5. 计算题(10%)

求方程的通解.

6.证明题(16%)

设在整个平面上连续可微,且.求证:方程

的非常数解,当时,有,那么必为或

<%建设目标%>

《常微分方程》测试题4

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().

(A)可分离变量方程(B)线性方程

(C)全微分方程(D)贝努利方程

(2).方程,过点(0,0)有().

(A) 一个解(B)两个解

(C) 无数个解(D)三个解

(3).方程x(y2-1)d x+y(x2-1)d y=0的所有常数解是().

(A)y=±1, x=±1, (B) y=±1

(C) x=±1 (D) y=1, x=1

(4).若函数y(x)满足方程,且在x=1时,y=1, 则在x = e时y=( ).

(A)(B) (C)2 (D) e

(5).阶线性齐次方程的所有解构成一个()线性空间.

(A)维(B)维(C)维(D)维

(6).方程()奇解.

(A)有三个(B)无(C)有一个(D)有两个

(7).方程过点().

(A)有无数个解(B)只有三个解

(C)只有解(D)只有两个解

4.计算题(40%)

求下列方程的通解或通积分:

(1).

(2).

(3).

(4).

(5).

5. 计算题(10%)

求方程的通解.

6.证明题(16%)

设在整个平面上连续可微,且.求证:方程

的非常数解,当时,有,那么必为或

《常微分方程》测试题5

一、填空题(30%)

1.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.

2.方程满足解的存在唯一性定理条件的区域

是.

3.连续是保证方程初值唯一

的条件.

一条积分曲线.

4. 线性齐次微分方程组的一个基本解组的个数不能多于

个,其中,.

5.二阶线性齐次微分方程的两个解,成为其基本解组的充要条件是.

6.方程满足解的存在唯一性定理条件的区域

是.

7.方程的所有常数解

是.

8.方程所有常数解

是.

9.线性齐次微分方程组的解组为基本解组的条件是它们的朗斯基行列式.

10.阶线性齐次微分方程线性无关解的个数最多

为个

二、计算题(40%)

求下列方程的通解或通积分:

1.

2.

3.

4.

5.

三、证明题(30%)

1.试证明:对任意及满足条件的,方程

的满足条件的解在上存在.

2.设在上连续,且,求证:方程

的任意解均有.

3.设方程中,在上连续可微,且,.求证:该方程的任一满足初值条件的解必在区间

上存在.

《常微分方程》测试题6

一、填空题(20%)

1.方程的所有常数解

是.

2.方程的常数解

是.

3.一阶微分方程的一个特解的图像是维空间上的一条曲线.

4.方程的基本解组是.二、选择题(25%)

1.阶线性齐次微分方程基本解组中解的个数恰好是()个.

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

2.李普希兹条件是保证一阶微分方程初值问题解惟一的()条件.

(A)充分(B)必要(C)充分必要(D)必要非充分

3. 方程过点共有()个解.

(A)一(B)无数(C)两(D)三

4.方程()奇解.

(A)有一个(B)有两个(C)无(D)有无数个5.方程的奇解是().

(A)(B)(C)(D)

三、计算题(25%)

1.x=+y

2.tgydx-ctydy=0

3.

4.

5.

四、求下列方程的通解或通积分(30%)

1.

2.

3.

《常微分方程》测试题7

一. 解下列方程(80%)

1.x=+y

2.tgydx-ctydy=0

3.{y-x(+)}dx-xdy=0

4.2xylnydx+{+}dy=0

5. =6-x

6. =2

7. 已知f(x)=1,x0,试求函数f(x)的一般表达

式。

8.一质量为m质点作直线运动,从速度为零的时刻起,有一个和时间成正比(比例系数为)的力作用在它

上面,此外质点又受到介质的阻力,这阻力和速度成

正比(比例系数为)。试求此质点的速度与时间

的关系。

二.证明题(20%)

1. 证明:如果已知黎卡提方程的一个特解,则可

用初等方法求得它的通解。

2.试证:在微分方程Mdx+Ndy=0中,如果M、N试同

齐次函数,且xM+yN0,则是该方程的一个

积分因子

《常微分方程》测试题8

计算题.求下列方程的通解或通积分(70%)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

证明题(30%)

8.在方程中,已知,在上连续,且

.求证:对任意和,满足初值条件的解的存在区间必为

9.设在区间上连续.试证明方程

的所有解的存在区间必为

10.假设方程在全平面上满足解的存在惟一性定理条件,且

,是定义在区间I上的两个解.求证:若<,,则在区间I上必有<成立

《常微分方程》测试题9

一、填空题(30%)

1、方程有只含的积分因子的充要条件是()。有只含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、若为阶齐线性方程的个解,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、若和都是的基解矩阵,则和具有的关系是_____________________________。

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、

2、

3、若试求方程组的解并求expAt

4、

5、求方程经过(0,0)的第三次近似解

6.求的奇点,并判断奇点的类型及稳定性.

三、证明题(10%)

1、阶齐线性方程一定存在个线性无关解。

《常微分方程》测试题10

一、选择题(30%)

1 微分方程的阶数是____________

2 若和在矩形区域内是的连续函数,且有连续的一阶偏导数,则方程有只与有关的积分因子的充要条件是

_________________________

3 _________________________________________ 称为齐次方程.

4 如果 ___________________________________________ ,则存在唯一的解,定义于区间上,连续且满足初始条件 ,其中 _______________________ .

5 对于任意的 , (为某一矩形区域),若存在常数

使 ______________________ ,则称在上关于满足利普希兹条件.

6 方程定义在矩形区域:上 ,则经过点的解的存在区间是 ___________________

7 若是齐次线性方程的个解,为其伏朗斯基行列式,则满足一阶线性方程 ___________________________________

8若为齐次线性方程的一个基本解组,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 _________________________

9若为毕卡逼近序列的极限,则有__________________ 10_________________________________________称为黎卡提方程,若它有一个特解,则经过变换___________________,可化为伯努利方程.

二求下列方程的解(35%)

2求方程经过的第三次近似解

3讨论方程,的解的存在区间

4 求方程的奇解

5

6

7

三证明题(35%)

《常微分方程》期末试卷

《常微分方程》期末试卷(16) 班级 学号 姓名 得分 评卷人 一、填空题(每小题5分,本题共30分) 1.方程x x y x y e sin d d =+的任一解的最大存在区间必定是 . 2.方程04=+''y y 的基本解组是 . 3.向量函数组)(,),(),(21x x x n Y Y Y 在区间I 上线性相关的________________条件是在区间I 上它们的朗斯基行列式0)(=x W . 4.李普希兹条件是保证一阶微分方程初值问题解惟一的 条件. 5.n 阶线性齐次微分方程的所有解构成一个 维线性空间. 6.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 ∈. 得分 评卷人 二、计算题(每小题8分,本题共40分) 求下列方程的通解 7. x y x y 2e 3d d =+ 8. 0)d (d )(3223=+++y y y x x xy x 9.0e =-'+'x y y 10.求方程x y y 5sin 5='-''的通解. 11.求下列方程组的通解. ???????+=+=y x t y y x t x 4d d d d 得分 评卷人 三、证明题(每小题15分,本题共30分)

12.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. 13.设)(x ?在区间),(∞+-∞上连续.试证明方程 y x x y sin )(d d ?= 的所有解的存在区间必为),(∞+-∞.

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

常微分方程知识点总结

常微分方程知识点总结 常微分方程知识点你学得怎么样呢?下面是的常微分方程知识 点总结,欢迎大家阅读! 微分方程的概念 方程对于学过中学数学的人来说是比较熟悉的;在初等数学中 就有各种各样的方程,比如线性方程、二次方程、高次方程、指数方程、对数方程、三角方程和方程组等等。这些方程都是要把研究的问题中的已知数和数之间的关系找出来,列出包含一个数或几个数的一个或者多个方程式,然后取求方程的解。 但是在实际工作中,常常出现一些特点和以上方程完全不同的 问题。比如:物质在一定条件下的运动变化,要寻求它的运动、变化的规律;某个物体在重力作用下自由下落,要寻求下落距离随时间变化的规律;火箭在发动机推动下在空间飞行,要寻求它飞行的轨道,等等。 物质运动和它的变化规律在数学上是用函数关系来描述的,因此,这类问题就是要去寻求满足某些条件的一个或者几个函数。也就是说,凡是这类问题都不是简单地去求一个或者几个固定不变的数值,而是要求一个或者几个的函数。 解这类问题的基本思想和初等数学解方程的基本思想很相似, 也是要把研究的问题中已知函数和函数之间的关系找出来,从列出的包含函数的一个或几个方程中去求得函数的表达式。但是无论在方程

的形式、求解的具体方法、求出解的性质等方面,都和初等数学中的解方程有许多不同的地方。 在数学上,解这类方程,要用到微分和导数的知识。因此,凡是表示函数的导数以及自变量之间的关系的方程,就叫做微分方程。 微分方程差不多是和微积分同时先后产生的,苏格兰数学家耐普尔创立对数的时候,就讨论过微分方程的近似解。牛顿在建立微积分的同时,对简单的微分方程用级数来求解。后来瑞士数学家雅各布?贝努利、欧拉、法国数学家克雷洛、达朗贝尔、拉格朗日等人又不断地研究和丰富了微分方程的理论。 常微分方程的形成与发展是和力学、天文学、物理学,以及其他科学技术的发展密切相关的。数学的其他分支的新发展,如复变函数、李群、组合拓扑学等,都对常微分方程的发展产生了深刻的影响,当前计算机的发展更是为常微分方程的应用及理论研究提供了非常 有力的工具。 牛顿研究天体力学和机械力学的时候,利用了微分方程这个工具,从理论上得到了行星运动规律。后来,法国天文学家勒维烈和英国天文学家亚当斯使用微分方程各自计算出那时尚未发现的海王星 的位置。这些都使数学家更加深信微分方程在认识自然、改造自然方面的巨大力量。 微分方程的理论逐步完善的时候,利用它就可以精确地表述事物变化所遵循的基本规律,只要列出相应的微分方程,有了解方程的方法。微分方程也就成了最有生命力的数学分支。

常微分方程期末考试题大全东北师大

证明题: 设()x f 在[)+∞,0上连续,且()b x f x =+∞ →lim ,又0>a ,求证:对于方程 ()x f ay dx dy =+的一切解()x y ,均有()a b x y x =+∞→lim 。 证明 由一阶线性方程通解公式,方程的任一解可表示为 ()()?? ????+=?-x at ax dt e t f C e x y 0, 即 ()()ax x at e dt e t f C x y ?+= 。 由于b x f x =+∞ →)(lim ,则存在X ,当X x >时,M x f >)(。因而 ()dt e M dt e t f dt e t f x X at X at x at ??? +≥0 )( ())(0 aX ax X at e e a M dt e t f -+ = ? , 由0>a ,从而有()∞=?? ????+?+∞→x at x dt e t f C 0lim ,显然+∞=+∞ →ax x e lim 。 应用洛比达法则得 ()()ax x at x x e dt e t f C x y ?+=+∞ →+∞ →0 lim lim ()ax ax x ae e x f +∞→=lim ()a b a x f x ==+∞ →lim 。 证明题:线性齐次微分方程组x A x )(t ='最多有n 个线性无关的解,其中)(t A 是定义在区间b t a ≤≤上的n n ?的连续矩阵函数。 证 要证明方程组x A x )(t ='最多有n 个线性无关的解,首先要证明它有n 个线性无关的解,然后再证明任意1+n 个解都线性相关。

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.

(完整版)常微分方程的大致知识点

= + ?x = + ?x = + ?x 常微分方程的大致知识点 (一)初等积分法 1、线素场与等倾线 2、可分离变量方程 3、齐次方程(一般含有 x 或 y 的项) y x 4、一阶线性非齐次方程 常数变易法,或 y = e ? a ( x )dx [? b (x )e -? a ( x )dx dx + C ] 5、伯努力方程 令 z = y 1-n ,则 dz = (1 - n ) y -n dy ,可将伯努力方程化成一阶线性非齐次或一阶线性齐次 dx 6、全微分方程 若?M ?y 若 ?M ?y dx = ?N ,则u (x , y ) = C ,(留意书上公式) ?x ≠ ?N ,则找积分因子,(留意书上公式) ?x f (x f ( y , (二)毕卡序列 x y 1 y 0 0 x f (x , y 0 )dx , y 2 y 0 0 x f (x , y 1 )dx , y 3 y 0 0 f (x , y 2 )dx ,其余类推 (三)常系数方程 1、常系数齐次L (D ) y = 0 方法:特征方程 7、可降阶的二阶微分方程 d 2 y = , dy ) ,令 dy = d 2 y p ,则 = dy dx 2 d 2 y = dx dy ) ,令 dx dy = p ,则 dx 2 d 2 y dx = p dp dx 2 dx dx dx 2 dy 8、正交轨线族

? ? dy 单的实根, , y = C e 1x + C e 2 x 1 2 1 2 单的复根1, 2 = ± i , y = e x (C cos x + C 2 sin x ) 重的实根 = = , y = (C + C x )e x 1 2 1 2 重的复根1, 2 = ± i ,3, 4 = ± i , y = e x [(C + C 2 x ) c os x + (C 3 + C 4 x ) sin x ] 2、常系数非齐次L (D ) y = 方法:三部曲。 f (x ) 第一步求L (D ) y = 0 的通解Y 第二步求L (D ) y = f (x ) 的特解 y * 第三步求L (D ) y = f (x ) 的通解 y = Y + y * 如何求 y * ? 当 f (x ) = P m (x )e x 时, y * = x k Q (x )e x 当 f (x ) = P m (x )e ux cos vx + Q (x )e ux sin vx 时, y * = x k e ux (R (x ) cos vx + S m (x ) sin vx ) 当 f (x ) 是一般形式时, y * = ? x W (x ,) f ()d ,其中 W(.)是郎斯基行列式 x 0 W () (四)常系数方程组 方法:三部曲。 第一步求 dX dt = A (t ) X 的通解, Φ(t )C 。利用特征方程 A - I = 0 ,并分情况讨论。 第二步求 dX dt 第三步求 dX dt = A (t ) X + f (t ) 的特解, Φ(t )?Φ-1 (s ) f (s )ds ,(定积分与不定积分等价) = A (t ) X + f (t ) 的通解, Φ(t )C + Φ(t )?Φ-1 (s ) f (s )ds (五)奇点与极限环 ? dx = ax + b y dt ? ? = cx + dy 1、分析方程组? dt 的奇点的性质,用特征方程: A - I = 0 特征方程的根有 3 种情况:相异实根、相异复根、相同实根。第一种情况:相异实根,1 ≠ 2 1 1 m m m

《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

常微分方程的大致知识点

常微分方程的大致知识点Last revision on 21 December 2020

常微分方程的大致知识点 (一)初等积分法 1、线素场与等倾线 2、可分离变量方程 3、齐次方程(一般含有x y y x 或的项) 4、一阶线性非齐次方程 常数变易法,或])([)()(?+??=-C dx e x b e y dx x a dx x a 5、伯努力方程 令n y z -=1,则dx dy y n dx dz n --=)1(,可将伯努力方程化成一阶线性非齐次或一阶线性齐次 6、全微分方程 若x N y M ??=??,则C y x u =),(,(留意书上公式) 若 x N y M ??≠??,则找积分因子,(留意书上公式) 7、可降阶的二阶微分方程 ),(22dx dy x f dx y d =,令dx dy dx y d p dx dy ==22,则 ),(22dx dy y f dx y d =,令dy dp p dx y d p dx dy ==22,则 8、正交轨线族 (二)毕卡序列 ?+=x x dx y x f y y 0),(001,?+=x x dx y x f y y 0),(102,?+=x x dx y x f y y 0),(203,其余类推 (三)常系数方程 1、常系数齐次0)(=y D L 方法:特征方程 单的实根21,λλ,x x e C e C y 2121λλ+= 单的复根i βαλ±=2,1,)sin cos (21x C x C e y x ββα+= 重的实根λλλ==21,x e x C C y λ)(21+= 重的复根i βαλ±=2,1,i βαλ±=4,3,]sin )(cos )[(4321x x C C x x C C e y x ββα+++=

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,

2018年电大第三版常微分方程答案知识点复习考点归纳总结参考

习题1.2 1.dx dy =2xy,并满足初始条件:x=0,y=1的特解。 解:y dy =2xdx 两边积分有:ln|y|=x 2+c y=e 2x +e c =cex 2另外y=0也是原方程的解,c=0时,y=0 原方程的通解为y= cex 2,x=0 y=1时 c=1 特解为y= e 2x . 2. y 2dx+(x+1)dy=0 并求满足初始条件:x=0,y=1的特解。 解:y 2dx=-(x+1)dy 2y dy dy=-11+x dx 两边积分: -y 1=-ln|x+1|+ln|c| y=|)1(|ln 1+x c 另外y=0,x=-1也是原方程的解 x=0,y=1时 c=e 特解:y=|)1(|ln 1 +x c 3.dx dy =y x xy y 321++ 解:原方程为:dx dy =y y 21+31x x + y y 21+dy=31x x +dx 两边积分:x(1+x 2)(1+y 2)=cx 2 4. (1+x)ydx+(1-y)xdy=0 解:原方程为: y y -1dy=-x x 1+dx 两边积分:ln|xy|+x-y=c 另外 x=0,y=0也是原方程的解。 5.(y+x )dy+(x-y)dx=0 解:原方程为:

dx dy =- y x y x +- 令x y =u 则dx dy =u+x dx du 代入有: -1 12++u u du=x 1 dx ln(u 2+1)x 2=c-2arctgu 即 ln(y 2+x 2)=c-2arctg 2x y . 6. x dx dy -y+22y x -=0 解:原方程为: dx dy =x y +x x ||-2)(1x y - 则令x y =u dx dy =u+ x dx du 211u - du=sgnx x 1 dx arcsin x y =sgnx ln|x|+c 7. tgydx-ctgxdy=0 解:原方程为:tgy dy =ctgx dx 两边积分:ln|siny|=-ln|cosx|-ln|c| siny=x c cos 1=x c cos 另外y=0也是原方程的解,而c=0时,y=0. 所以原方程的通解为sinycosx=c. 8 dx dy +y e x y 32+=0 解:原方程为:dx dy =y e y 2e x 3 2 e x 3-3e 2y -=c. 9.x(lnx-lny)dy-ydx=0 解:原方程为: dx dy =x y ln x y 令 x y =u ,则dx dy =u+ x dx du

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: 含一个自变量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≠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)(3)+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)=c1x(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。(方程线性与否与自变量无关)。如:xy(2)-5y,+3xy=sinx 为2阶线性微分方程;y(2)+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 A.变量分离方程

1.定义:形如 dx dy =f (x)φ(y)的方程,称为分离变量方程。这里f (x ),φ(x )分别是x ,y 的连续函数。 2.解法:分离变量法? ? +=c dx x f y dy )()(?. (*) 说明: a 由于(*)是建立在φ(y )≠0的基础上,故而可能漏解。需视情况补上φ(y )=0的特解。(有时候特解也可以和通解统一于一式中) b.不需考虑因自变量引起的分母为零的情况。 例1.0)4(2=-+dy x x ydx 解:由题意分离变量得:04 2=+-y dy x dx 即: 0)141(41=+--y dy dx x x 积分之,得:c y x x =+--ln )ln 4(ln 4 1 故原方程通解为:cx y x =-4)4( (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 2 ln )2 ()(20 +=? dt t f x f x ,则f (x )是? 解:对给定的积分方程两边关于x 求导,得: )(2)('x f x f = (变上限求积分求导) 分离变量,解之得:x Ce x f 2)(= 由原方程知: f (0)=ln2, 代入上解析式得: C=ln2, B.可化为分离变量方程的类型。 解决数学题目有一个显而易见的思想:即把遇到的新问题,结合已知

常微分方程期末复习提要(1)

常微分方程期末复习提要 中央电大 顾静相 常微分方程是广播电视大学本科开放教育数学与应用数学专业的统设必修课程.本课程的主要任务是要使学生掌握常微分方程的基本理论和方法,增强运用数学手段解决实际问题的能力.本课程计划学时为54,3学分,主要讲授初等积分法、基本定理、线性微分方程组、线性微分方程、定性理论简介等内容。本课程的文字教材是由潘家齐教授主编、中央电大出版社出版的主辅合一型教材《常微分方程》.现已编制了28学时的IP 课件供学生在网上学习. 一、复习要求和重点 第一章 初等积分法 1.了解常微分方程、常微分方程的解的概念,掌握常微分方程类型的判别方法. 常微分方程与解的基本概念主要有:常微分方程,方程的阶,线性方程与非线性方程,解,通解,特解,初值问题。 2.了解变量分离方程的类型,熟练掌握变量分离方程解法. (1)显式变量可分离方程为: )()(d d y g x f x y = ; 当0≠g 时,通过积分??+=C x x f y g y d )()(d 求出通解。 (2)微分形式变量可分离方程为: y y N x M x y N x M d )()(d )()(2211=; 当0)()(21≠x M y N 时,通过积分 ??+=C x x M x M y y N y N d ) ()(d )()(2112求出通解。 3.了解齐次方程的类型,熟练掌握齐次方程(即第一类可化为变量可分离的方程)的解法. 第一类可化为变量可分离方程的一阶齐次微分方程为: )(d d x y g x y = ; 令x y u =,代入方程得x u u g x u -=)(d d ,当0)(≠-u u g 时,分离变量并积分,得?=-u u g u x C )(d 1e ,即)(e u C x ?=,用x y u =回代,得通解)(e x y C x ?=. 4.了解一阶线性方程的类型,熟练掌握常数变易法,掌握伯努利方程的解法. (1)一阶线性齐次微分方程为: 0)(d d =+y x p x y 通解为:?=-x x p C y d )(e 。 (2)一阶线性非齐次微分方程为: )()(d d x f y x p x y =+; 用常数变易法可以求出线性非齐次方程的通解:??+?=-]d e )([e d )(d )(x x f C y x x p x x p 。 (3)伯努利方程为:)1,0()()(d d ≠=+n y x f y x p x y n ,

常微分方程解题方法总结.doc

常微分方程解题方法总结 来源:文都教育 复习过半, 课本上的知识点相信大部分考生已经学习过一遍 . 接下来, 如何将零散的知 识点有机地结合起来, 而不容易遗忘是大多数考生面临的问题 . 为了加强记忆, 使知识自成 体系,建议将知识点进行分类系统总结 . 著名数学家华罗庚的读书方法值得借鉴, 他强调读 书要“由薄到厚、由厚到薄”,对同学们的复习尤为重要 . 以常微分方程为例, 本部分内容涉及可分离变量、 一阶齐次、 一阶非齐次、 全微分方程、 高阶线性微分方程等内容, 在看完这部分内容会发现要掌握的解题方法太多, 遇到具体的题 目不知该如何下手, 这种情况往往是因为没有很好地总结和归纳解题方法 . 下面以表格的形 式将常微分方程中的解题方法加以总结,一目了然,便于记忆和查询 . 常微分方程 通解公式或解法 ( 名称、形式 ) 当 g( y) 0 时,得到 dy f (x)dx , g( y) 可分离变量的方程 dy f ( x) g( y) 两边积分即可得到结果; dx 当 g( 0 ) 0 时,则 y( x) 0 也是方程的 解 . 解法:令 u y xdu udx ,代入 ,则 dy 齐次微分方程 dy g( y ) x dx x u g (u) 化为可分离变量方程 得到 x du dx 一 阶 线 性 微 分 方 程 P ( x)dx P ( x) dx dy Q(x) y ( e Q( x)dx C )e P( x) y dx

伯努利方程 解法:令 u y1 n,有 du (1 n) y n dy , dy P( x) y Q( x) y n(n≠0,1)代入得到du (1 n) P(x)u (1 n)Q(x) dx dx 求解特征方程:2 pq 三种情况: 二阶常系数齐次线性微分方程 y p x y q x y0 二阶常系数非齐次线性微分方程 y p x y q x y f ( x) (1)两个不等实根:1, 2 通解: y c1 e 1x c2 e 2x (2) 两个相等实根:1 2 通解: y c1 c2 x e x (3) 一对共轭复根:i , 通解: y e x c1 cos x c2 sin x 通解为 y p x y q x y 0 的通解与 y p x y q x y f ( x) 的特解之和. 常见的 f (x) 有两种情况: x ( 1)f ( x)e P m ( x) 若不是特征方程的根,令特解 y Q m ( x)e x;若是特征方程的单根,令特 解 y xQ m ( x)e x;若是特征方程的重根, 令特解 y*x2Q m (x)e x; (2)f (x) e x[ P m ( x) cos x p n ( x)sin x]

常微分方程期末历年考试(B)

广西师范大学漓江学院试卷 课程名称:常微分方程课程序号:开课院系:理学系 任课教师: 年级、专业:07数学考试时间:120分钟 考核方式:闭卷 ■ 开卷 □试卷类型:A 卷□B 卷■ 一、填空题(本大题共10小题,每小题3分,共30分) (请在每小题地空格中填上正确答案,错填、不填均无分). 1、当_______________时,方程(,)(,)0M x y dx N x y dy +=称为恰当方程. 2、求(,)dy f x y dx =满足00()y x y =地解等价于求积分方程地连续解. 3、函数组t t t e e e 2,,-地朗斯基行列式值为. 4、二阶齐次线性微分方程地两个解)(),(21x y x y 为方程地基本解组充分必要条件是. 5、若矩阵A 具有n 个线性无关地特征向量n v v v ,,,21Λ,它们对应地特征值分别为n λλλΛ,,21,那么常系数线性方程组Ax x ='地一个基解矩阵)(t Φ=. 6、方程tan dy x y dx =地所有常数解是. 7、如果存在常数0L >,使得不等式对于所有12,),(,)x y x y R ∈(都成立,称函数),(y x f 在R 上关于y 满足利普希茨条件,其中L 为利普希茨常数. 8、)()(x Q y x P dx dy += 称为一阶线性方程,它有积分因子 ?-dx x P e )( ,其通解为 _________ . 9、方程22y x dx dy +=定义在矩形域R:-222,2≤≤-≤≤y x 上,则经过点(0,0)地解地存在区间是. 10、若(),()t t Φψ是齐次线性方程组()X A t X '=地基解矩阵,则()t Φ与()t ψ具有关系. 年 级 : 专 业: 装订密封线 考 生 答 题 不 得 出 现 红 色字 迹 , 除 画 图 外 , 不 能 使用 铅笔答 题;答题 留 空 不 足 时 , 可 写到 试卷 背面 ;请 注意 保 持试 卷完 整.

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^=

常微分方程期末试题知识点复习考点归纳总结参考

期末考试 一、填空题(每空2 分,共16分)。 1.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 . 2. 方程组 n x x x R Y R Y F Y ∈∈=,),,(d d 的任何一个解的图象是 维空间中的一条积分曲线. 3.),(y x f y '连续是保证方程),(d d y x f x y =初值唯一的 条件. 4.方程组???????=-=x t y y t x d d d d 的奇点)0,0(的类型是 5.方程2)(2 1y y x 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 7.二阶线性齐次微分方程的两个解)(1x y ?=,)(2x y ?=成为其基本解组的充要条件是 8.方程440y y y '''++=的基本解组是 二、选择题(每小题 3 分,共 15分)。 9.一阶线性微分方程 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 10.微分方程0d )ln (d ln =-+y y x x y y 是( ) (A )可分离变量方程 (B )线性方程 (C )全微分方程 (D )贝努利方程 11.方程x (y 2-1)d x+y (x 2-1)d y =0的所有常数解是( ). (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( ). (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222+-='x y y ( )奇解. (A )有一个 (B )有无数个 (C )只有两个 (D )无 三、计算题(每小题8分,共48分)。 14.求方程22 2d d x y xy x y -=的通解 15.求方程0d )ln (d 3=++y x y x x y 的通解 16.求方程2 221)(x y x y y +'-'=的通解

常微分方程基本知识点

常微分方程基本知识点 第一章 绪论 1. 微分方程的概念(常微分与偏微),什么是方程的阶数,线性与非线性,齐次与非齐次,解、特解、部分解和通解的概念及判断! (重要) 例:03)(22=-+y dx dy x dx dy (1阶非线性); x e dx y d y =+22sin 。 2.运用导数的几何意义建立简单的微分方程。(以书后练习题为主) (习题1,2,9题) 例:曲线簇cx x y -=3满足的微分方程是:__________. 第二章 一阶方程的初等解法 1.变量分离方程的解法(要能通过适当的变化化成变量分离方程);(重要) 2.齐次方程的解法(变量代换);(重要) 3.线性非齐次方程的常数变易法; 4.分式线性方程、贝努利方程、恰当方程的概念及判断(要能熟练的判断各种类型的一阶方程)(重要); 例题:(1).经变换_____y c u os =___________后, 方程1cos sin '+=+x y y y 可化为___线性_____方程; (2).经变换_____y x u 32-=____________后, 方程1 )32(1 '2+-=y x y 可化为____变量分离__方程; (3).方程0)1(222=+-dy e dx ye x x x 为:线性方程。

(4).方程221 'y x y -=为:线性方程。 5.积分因子的概念,会判断某个函数是不是方程的积分因子; 6.恰当方程的解法(分项组合方法)。(重要) 第三章 一阶方程的存在唯一性定理 1.存在唯一性定理的内容要熟记,并能准确确定其中的h ; 2.会构造皮卡逐步逼近函数序列来求第k 次近似解!(参见书上例题和习题 3.1的1,2,3题) 第四章 高阶微分方程 1.n 阶线性齐次(非齐次)微分方程的概念,解的概念,基本解组,解的线性相关与线性无关,齐次与非齐次方程解的性质; 2.n 阶线性方程解的Wronskey 行列式与解的线性相关与线性无关的关系; 3.n 阶线性齐次(非齐次)微分方程的通解结构定理!!(重要) 4.n 阶线性非齐次微分方程的常数变易法(了解); 5.n 阶常系数线性齐次与非齐次微分方程的解法(Eurler 待定指数函数法确定基本解组),特解的确定(比较系数法、复数法);(重要) 例题:t te x x 24=-'',确定特解类型? (习题4.2相关题目) 6.2阶线性方程已知一个特解的解法(作线性齐次变换)。(重要) 7.其他如Euler 方程、高阶方程降阶、拉普拉斯变换法等了解。

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,

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