题目
【题目】微分方程 y'=2xy 的通解是()。A. y=ce^2B. y=e^(x^2)C. y=x^2D. y=Ce^(x^2)
【题目】微分方程 y'=2xy 的通解是()。
A. y=ce^2
B. y=e^(x^2)
C. y=x^2
D. y=Ce^(x^2)
题目解答
答案
D. y=Ce^(x^2)
解析
考查要点:本题主要考查一阶可分离变量微分方程的解法,需要掌握变量分离法的基本步骤,并正确进行积分运算。
解题核心思路:将微分方程中的变量分离,分别对y和x进行积分,最后整理得到通解的形式。关键在于正确分离变量和积分后的常数处理。
破题关键点:
- 将方程改写为$\frac{dy}{dx} = 2xy$,通过分离变量得到$\frac{dy}{y} = 2x dx$。
- 对两边分别积分,注意积分后引入的常数合并为单个常数。
- 通过指数运算消去对数,得到通解形式,注意通解中必须包含任意常数C。
分离变量
将原方程$\frac{dy}{dx} = 2xy$改写为:
$\frac{dy}{y} = 2x dx$
两边积分
对左边积分$\int \frac{1}{y} dy$,右边积分$\int 2x dx$:
$\ln|y| = x^2 + C$
(其中$C$为积分常数)
解指数方程
两边取指数函数消去对数:
$y = e^{x^2 + C} = e^C \cdot e^{x^2}$
令$C = e^C$($C$为任意常数),得通解:
$y = C e^{x^2}$
关键结论:通解必须包含任意常数$C$,因此正确答案为选项D。