《高等数学解题指南》微分方程之可降阶的二阶方程



单选题 (共 4 题 ),每题只有一个选项正确
设 $y_1(x), y_2(x), y_3(x)$ 为二阶线性非齐次方程 $y^{\prime \prime}+p(x) y^{\prime}+q(x) y=f(x)$ 的三个线性无关解,$C_1, C_2$ 为两个任意常数,则该方程的通解
$\text{A.}$ $C_1 y_1(x)+C_2 y_2(x)+y_3(x)$ $\text{B.}$ $C_1 y_1(x)+C_2 y_2(x)-\left(C_1+C_2\right) y_3(x)$ $\text{C.}$ $C_1 y_1(x)+C_2 y_2(x)-\left(1-C_1-C_2\right) y_3(x)$ $\text{D.}$ $C_1 y_1(x)+C_2 y_2(x)+\left(1-C_1-C_2\right) y_3(x)$

设 $y_1= e ^{-x}, y_2=2 x e ^{-x}, y_3=3 e ^x$ 是三阶常系数线性齐次方程的解,则该方程为

$\text{A.}$ $y^{\prime \prime \prime}+y^{\prime \prime}+y^{\prime}+y=0$ $\text{B.}$ $y^{\prime \prime \prime}+y^{\prime \prime}-y^{\prime}-y=0$ $\text{C.}$ $y^{\prime \prime \prime}-y^{\prime \prime}+y^{\prime}-y=0$ $\text{D.}$ $y^{\prime \prime \prime}-y^{\prime \prime}-y^{\prime}+y=0$

设 $y=f(x)$ 为方程 $y^{\prime \prime}-y^{\prime}- e ^{\sin x}=0$ 的解,$f^{\prime}\left(x_0\right)=0$ ,则 $f(x)$ 在
$\text{A.}$ $x=x_0$ 的邻域内单增 $\text{B.}$ $x=x_0$ 的邻域内单减 $\text{C.}$ 在 $x=x_0$ 处取极大值 $\text{D.}$ 在 $x=x_0$ 处取极小值

设线性无关的函数 $y_1, y_2, y_3$ 都是方程 $y^{\prime \prime}+p(x) y^{\prime}+q(x) y=f(x)$ 的解,$C_1, C_2$ 为任意常数,则该非齐次方程的通解是
$\text{A.}$ $C_1 y_1+C_2 y_2+C_3 y_3$ $\text{B.}$ $C_1 y_1+C_2 y_2-\left(C_1+C_2\right) y_3$ $\text{C.}$ $C_1 y_1+C_2 y_2+\left(1-C_1-C_2\right) y_3$ $\text{D.}$ $C_1 y_1+C_2 y_2-\left(1-C_1-C_2\right) y_3$

解答题 (共 15 题 ),解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
$x y^{\prime \prime}+3 y^{\prime}=0$ ;

$y^{\prime \prime}=\frac{1+y^{\prime 2}}{2 y}$ ;

$y y^{\prime \prime}-y^{\prime 2}=y^2 \ln y$ ;

$(x+1) y^{\prime \prime}+y^{\prime}=\ln (x+1)$ ;

$$
\left\{\begin{array}{l}
2 y y^{\prime \prime}=y^{\prime 2}+y^2 \\
y(0)=1, y^{\prime}(0)=-1
\end{array} .\right.
$$

设 $f(u)$ 具有二阶连续导数,而 $z=f\left( e ^x \sin y\right)$ 满足方程 $\frac{\partial^2 z}{\partial x^2}+\frac{\partial^2 z}{\partial y^2}=z e ^{2 x}$ ,试求 $f(u)$ .

$ y^{\prime \prime}-y^{\prime}+2 y= e ^{-2 x}$ ,求 $y^{\circ}$

$y^{\prime \prime}+4 y=\cos 2 x$ ,求 $y^{\circ}$ .

$ y^{\prime \prime}+3 y^{\prime}-y=\sin 2 x$ ,求 $y^{\circ}$ .

已知 $y_1=x e ^x+ e ^{2 x}, y_2=x e ^x- e ^{-x}, y_3=x e ^x+ e ^{2 x}+ e ^{-x}$ 为某二阶线性常系数非齐次方程的特解,求此方程.

若 $y= e ^{2 x}+(x+1) e ^x$ 是方程 $y^{\prime \prime}+a y^{\prime}+b y=c e ^x$ 的解,求 $a, b, c$ 及该方程的通解.

求方程 $y^{\prime \prime}+a^2 y=\sin x$ 的通解,其中常数 $a>0$ .

求方程 $y^{\prime \prime}-2 y^{\prime}- e ^{2 x}=0$ 满足 $y(0)=y^{\prime}(0)=1$ 的解.

设 $y_1=x, y_2=x+ e ^{2 x}, y_3=x\left(1+ e ^{2 x}\right)$ 为二阶常系数线性非齐次方程的三个特(1)解,(1)求该方程的通解;(2)方程本身的形式.

设 $x>0$ ,微分方程 $x^2 y^{\prime \prime}-2 x y^{\prime}+2 y=x+2$ 的通解为

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