参考答案和解析
正确答案: y=3+x2+c1x+c2e-x
解析:
由解的叠加原理可知,y2-y1=ex是原方程对应齐次方程的一个特解,可知该特解与题中给出的y3=x线性无关,则原方程的通解为y=3+x2+c1x+c2ex
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  • 第1题:

    设非齐次线性微分方程y´+P(x)y=Q(x)有两个不同的解析:y1(x)与y2(x),C为任意常数,则该方程的通解是( ).

    A.C[(y1(x)-y2(x)]
    B.y1(x)+C[(y1(x)-y2(x)]
    C.C[(y1(x)+y2(x)]
    D.y1(x)+C[(y1(x)+y2(x)]

    答案:B
    解析:
    y1(x)-y2(x)是对应的齐次方程y

  • 第2题:

    3阶常系数线性齐次微分方程的通解为y=________


    答案:
    解析:

  • 第3题:

    设非齐次线性微分方程y′+P(x)y=Q(x)有两个不同的解y1(x),y2(x),C为任意常数,则该方程通解是( )。

    A.C[y1(x)-y2(x)]
    B.y1(x)+C[y1(x)-y2(x)]
    C.C[y1(x)+y2(x)]
    D.y1(x)+C[y1(x)+y2(x)]

    答案:B
    解析:
    因为y1(x),y2(x)是y′+P(x)y=Q(x)的两个不同的解,所以C(y1(x)-y2(x))是齐次方程y′+P(x)y=0的通解,进而y1(x)+C[y1(x)-y2(x)]是题中非齐次方程的通解。

  • 第4题:

    设线性无关的函数y1、y2、y3都是二阶非齐次线性方程y″+p(x)y′+q(x)y=f(x)的解,C1、C2是任意常数,则该非齐次方程的通解是( )。

    A.C1y1+C2y2+y3
    B.C1y1+C2y2-(C1+C2)y3
    C.C1y1+C2y2-(1-C1-C2)y3
    D.C1y1+C2y2+(1-C1-C2)y3

    答案:D
    解析:
    根据解的性质知,y1-y3,y2-y3均为齐次方程的解且线性无关,因此C1(y1-y3)+C2(y2-y3)为齐次方程的通解,从而C1(y1-y3)+C2(y2-y3)+y3=C1y1+C2y2+(1-C1-C2)y3为非齐次方程的通解。

  • 第5题:

    设y1(x)、y2(x)是二阶常系数线性微分方程y″+py′+qy=0的两个线性无关的解,则它的通解为______.


    答案:
    解析:
    由二阶线性常系数微分方程解的结构可知所给方程的通解为其中C1,C2为任意常数.

  • 第6题:

    设y1、y2是二阶常系数线性齐次方程y"+p1y'十p2y=0的两个特解,C1、C2为两个任意常数,则下列命题中正确的是()

    A.C1y1+C2y2为该方程的通解
    B.C1y1+C2y2不可能是该方程的通解
    C.C1y1+C2y2为该方程的解
    D.C1y1+C2y2不是该方程的解

    答案:C
    解析:
    由线性方程解的结构定理知应选C.仅当y1、y2为线性无关特解时,A才正确.

  • 第7题:

    填空题
    设y=ex(c1sinx+c2cosx)(c1、c2为任意常数)为某二阶常系数线性齐次微分方程的通解,则该方程为____。

    正确答案: y″-2y′+2y=0
    解析:
    根据题中所给的通解y=ex(c1sinx+c2cosx)的结构可知,所求方程对应的特征根为λ12=1±i,特征方程为[λ-(1+i)][λ-(1-i)]=λ2-2λ+2=0,则所求方程为y″-2y′+2y=0。

  • 第8题:

    填空题
    若二阶常系数线性齐次微分方程y″+ay′+by=0的通解为y=(C1+C2x)ex,则非齐次方程y″+ay′+by=x满足条件y(0)=2,y′(0)=0的解为y=____。

    正确答案: -xex+x+2
    解析:
    由题意可知,r=1是已知齐次方程对应的特征方程的二重根,则该特征方程为(r-1)2=r2-2r+1=0,齐次方程为y″-2y′+y=0设y*=Ax+B为已知非齐次方程y″-2y′+y=x的特解,代入y″-2y′+y=x得0-2A+Ax+B=x,则A=1,B=2A=2。故已知非齐次方程的通解为y=(C1+C2x)ex+x+2。又y(0)=2,y′(0)=0,代入以上通解得C1=0,C2=-1。故所求方程特解为y=-xex+x+2。

  • 第9题:

    单选题
    设y1=3+x2,y2=3+x2+e-x是某二阶线性非齐次微分方程的两个特解,且相应的齐次方程有一个解为y3=x,则该方程的通解为(  )。
    A

    y=3-x2+c1x+c2e-x

    B

    y=3+x2-c1x+c2e-x

    C

    y=3+x2+c1x+c2e-x

    D

    y=3+x2+c1x-c2e-x


    正确答案: B
    解析:
    由解的叠加原理可知,y2-y1=e-x是原方程对应齐次方程的一个特解,可知该特解与题中给出的y3=x线性无关,则原方程的通解为y=3+x2+c1x+c2e-x

  • 第10题:

    单选题
    设函数y1(x)、y2(x)、y3(x)线性无关,且都是二阶非齐次线性方程y″+p(x)y′+q(x)y=f(x)的解,又c1与c2为任意常数,则该非齐次线性方程的通解可表示为(  )。
    A

    c1y1+c2y2+y3

    B

    c1y1+c2y2-(c2+c1)y3

    C

    c1y1+c2y2-(1-c1-c2)y3

    D

    c1y1+c2y2+(1-c1-c2)y3


    正确答案: C
    解析:
    由解的结构可知,y1-y3和y2-y3是对应齐次方程y″+p(x)y′+q(x)y=0的解,且二者线性无关,故y″+p(x)y′+q(x)y=0的通解为c1(y1-y3)+c2(y2-y3),其中c1,c2为任意常数。故方程y″+p(x)y′+q(x)y=f(x)的通解为c1(y1-y3)+c2(y2-y3)+y3,即c1y1+c2y2+(1-c1-c2)y3

  • 第11题:

    问答题
    设二阶线性微分方程y″+P(x)y′+Q(x)y=f(x)的三个特解是y1=x,y2=ex,y3=e2x,试求此方程满足条件y(0)=1,y′(0)=3的特解。

    正确答案:
    由题意可知,Y1=ex-x、Y2=e2x-x是原方程对应齐次方程的两个线性无关的解[因(ex-x)/(e2x-x)≠常数],故原方程的通解为y=C1(ex-x)+C2(e2x-x)+x,由y(0)=1,y′(0)=3,得C1=-1,C2=2。故所求原方程的特解为y=-(ex-x)+2(e2x-x)+x=2e2x-ex
    解析: 暂无解析

  • 第12题:

    单选题
    设非齐次线性微分方程y′+P(x)y=Q(x)有两个不同的解y1(x),y2(x),C为任意常数,则该方程的通解是(  )。
    A

    C[y1(x)-y2(x)]

    B

    y1(x)+C[y1(x)-y2(x)]

    C

    C[y1(x)+y2(x)]

    D

    y1(x)+C[y1(x)+y2(x)]


    正确答案: B
    解析:
    由题意可知,y(_)=y1(x)-y2(x)是y′+P(x)y=0的一个解,则y′+P(x)y=0的通解是C[y1(x)-y2(x)]。故所求方程通解为y1(x)+C[y1(x)-y2(x)]

  • 第13题:

    为特解得一阶非齐次线性微分方程为


    答案:
    解析:

  • 第14题:

    为任意常数)为某二阶常系数线性齐次微分方程的通解,则该方程为


    答案:
    解析:

  • 第15题:

    若y1(x)是线性非齐次方程y'+p(x)y=Q(x)的一个特解,则该方程的通解是下列中哪一个方程?


    答案:B
    解析:
    提示:非齐次方程的通解是由齐次方程的通解加非齐次方程的特解构成,令Q(x)=0,求对应齐次方程y'+p(x)y=0的通解。

  • 第16题:

    以.为通解的二阶线性常系数齐次微分方程为_____


    答案:
    解析:
    所给问题为求解微分方程的反问题.常见的求解方法有两种:解法1先由通解写出二阶线性常系数齐次微分方程的特解,再由此写出方程的特征根r1,
    r2,第三步写出特征方程(r-r1)(r-r2)=0,再依此写出相应的微分方程;
    解法2由所给方程的通解,利用微分法消去任意常数,得出微分方程.这里只利用解法1求解.由于二阶线性常系数齐次微分方程的通解为,由其解的结构定理可知方程有两个特解:,从而知道特征方程的二重根r=1.

  • 第17题:

    二阶线性常系数齐次微分方程y″+2y=0的通解为____.


    答案:
    解析:

  • 第18题:

    线性常系数微分方程表示的系统,方程的齐次解称之自由响应,特解称之强迫响应。


    正确答案:正确

  • 第19题:

    单选题
    若二阶常系数线性齐次微分方程y″+ay′+by=0的通解为y=(C1+C2x)ex,则非齐次方程y″+ay′+by=x满足条件y(0)=2,y′(0)=0的解为y=(  )。
    A

    xex+x2+2

    B

    -xex+x2+2

    C

    -xex+x+2

    D

    -xex+x


    正确答案: B
    解析:
    由题意可知,r=1是已知齐次方程对应的特征方程的二重根,则该特征方程为(r-1)2=r2-2r+1=0,齐次方程为y″-2y′+y=0设y*=Ax+B为已知非齐次方程y″-2y′+y=x的特解,代入y″-2y′+y=x得0-2A+Ax+B=x,则A=1,B=2A=2。故已知非齐次方程的通解为y=(C1+C2x)ex+x+2。又y(0)=2,y′(0)=0,代入以上通解得C1=0,C2=-1。故所求方程特解为y=-xex+x+2。

  • 第20题:

    填空题
    已知y1=cos2x-xcos2x/4,y2=sin2x-xcos(2x)/4是某二阶常系数线性非齐次方程的两个解,则该方程为____。

    正确答案: y″+4y=sin2x
    解析:
    由解的结构可知,y1-y2=cos2x-sin2x是原方程所对应的齐次方程的解,故y(_)1=cos2x,y(_)2=sin2x是齐次方程的两个线性无关解,且齐次方程对应的特征方程的根为±2i,则其特称方程为r2+4=0。故齐次方程为y″+4y=0。而y*=-xcos2x /4为所求非齐次方程的一个特解,设所求非齐次方程为y″+4y=f(x),将该特解代入得f(x)=-(1/4)(-4sin2x-4xcos2x)+4[-xcos(2x) /4]=sin2x。则所求非齐次方程为y″+4y=sin2x。

  • 第21题:

    单选题
    设函数y1,y2,y3都是线性非齐次方程y″+p(x)y′+q(x)y=f(x)的不相等的特解,则函数y=(1-c1-c2)y1+c1y2+c2y3(  )。(c1,c2为任意常数)
    A

    是所给方程的通解

    B

    不是方程的解

    C

    是所给方程的特解

    D

    可能是方程的通解,但一定不是其特解


    正确答案: C
    解析:
    由于y1,y2,y3都是y″+p(x)y′+q(x)y=f(x)的不相等的特解,则y2-y1,y3-y1是它对应的齐次方程的特解,故y=(1-c1-c2)y1+c1y2+c2y3=y1+c1(y2-y1)+c2(y3-y1)是非齐次方程y″+p(x)y′+q(x)y=f(x)的解,但是,由于无法确定y2-y1与y3-y1是否为线性无关,故不能肯定它是y″+p(x)y′+q(x)y=f(x)的通解。

  • 第22题:

    问答题
    设y1=x,y2=x+e2x,y3=x(1+e2x)是二阶常系数线性非齐次方程的特解,求该方程及其通解。

    正确答案:
    由题意可知,y2-y1=e2x,y3-y1=xe2x是对应齐次方程的两个线性无关的解,齐次方程的通解为y(_)=(C1+C2x)e2x,且特征方程有二重根r1,2=2,则特征方程为(r-2)2=r2-4r+4=0,则齐次方程为y″-4y′+4y=0。
    令所求非齐次方程为y″-4y′+4y=f(x),将其解之一y1=x代入得f(x)=4x-4,则所求方程为y″-4y′+4y=4x-4,又齐次方程的通解为y(_)=(C1+C2x)e2x,且非齐次方程的通解为y=(C1+C2x)e2x+x。
    解析: 暂无解析

  • 第23题:

    填空题
    设y1=3+x2,y2=3+x2+e-x是某二阶线性非齐次微分方程的两个特解,且相应的齐次方程有一个解为y3=x,则该方程的通解为____。

    正确答案: y=3+x2+c1x+c2e-x
    解析:
    由解的叠加原理可知,y2-y1=ex是原方程对应齐次方程的一个特解,可知该特解与题中给出的y3=x线性无关,则原方程的通解为y=3+x2+c1x+c2ex

  • 第24题:

    填空题
    已知某二阶非齐次线性微分方程的三个解分别为y1=ex,y2=xex,y3=x2ex,则它的通解为____。

    正确答案: y=C1(x-1)ex+C2(x2-1)ex+ex
    解析:
    因为y1=ex,y2=xex,y3=x2ex是二阶非齐次微分方程的特解,故xex-ex,x2ex-ex是该微分方程对应齐次微分方程的两个线性无关的解。故二阶非齐次微分方程的通解为y=C1(xex-ex)+C2(x2ex-ex)+ex,化简可得y=C1(x-1)ex+C2(x2-1)ex+ex