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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

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.

7．设

3124A -??=??-?? ， ??

????-=11η ，试求方程组X A dt dX

=的一个基解基解矩阵

)(t Φ，求

X A dt

=满足初始条件

η=)0(x 的解.

8. 求方程 2213dy

x y dx

=-- 通过点

(1,0)

的第二次近似解.

9.求

的通解

试求方程组

x Ax

'=的解

(),t ? 12(0),η?ηη??

==????

并求expAt

10.若

三、证明题

1. 若

(),()t t Φψ是()X A t X '=的基解矩阵，求证：存在一个非奇异的常数矩阵C ，使得()()t t C ψ=Φ.

2. 设

),()(0βα?≤≤x x x 是积分方程

]

,[,,

])([)(0200βαξξξξ∈++=?x x d y y x y x

的皮卡逐步逼近函数序列

)}({x n ?在],[βα上一致收敛所得的解，而)(x ψ是这积分方程在],[βα上的连续解，试用逐步逼近法证明：在],[βα上)()(x x ?ψ≡.

3. 设都是区间

上的连续函数, 且

是二阶线性方程的一个基本解组. 试证明:

(i)

和

都只能有简单零点(即函数值与导函数值不能在一点同时为零);

(ii)

和

没有共同的零点;

(iii) 和

没有共同的零点.

4.试证：如果

)(t ?是

AX dt

=满足初始条件

η?=)(0t 的解，那么η?)(exp )(0t t A t -=

答案一.填空题。

1. 二，非线性

u xy

=，

(()1)du dx u f u x

=+ 3.无穷多 4.3,2,1αβγ=-==-

5.必要

1()()t t -'ΦΦ 8. 25 00t At

t e e e ??

=????

10.

11.

2114A ??=??-??

32()480dy dy

xy y dx dx

-+=

12. 1,

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.

解: 设曲线方程为 , 切点为(x ,y ), 切点到点(1,0)的连线的斜率为 , 则由题意

可得如下初值问题:

. 分离变量, 积分并整理后可得 .

代入初始条件可得 , 因此得所求曲线为 .

2.求解方程13

dy x y dx x y +-=-+.

解：由10,30x y x y +-=??-+=?

求得1,

2x y =-= 令 1,

2,x y ξη=-??

=+?

则有

.d d ηξηξξη+=-令z η

=，解得

(1)1z dz d z ξ

ξ-=+,积分得

arctan ln(1)ln ||2

z z C ξ-+=+,

故原方程的解为

222

arctan

ln (1)(2)1

y x y C x -=++-++.

3. 求解方程

222()0d x dx

x dt dt

解令，直接计算可得，于是原方程化为，故有或，积分后得，

即

，所以就是原方程的通解，这里为任意常数。

4.用比较系数法解方程. .

解：特征方程为 , 特征根为 .

对应齐方程的通解为 .

设原方程的特解有形如

代如原方程可得

利用对应系数相等可得

, 故

原方程的通解可以表示为(

是任意常数)

5.求方程

sin y y x

'=+的通解.

解：先解

y y '=得通解为x y ce =, 令()x y c x e =为原方程的解，

代入得

()()()sin x x x c x e c x e c x e x '+=+, 即有()sin x c x e x -'=,

积分得

1()(sin cos )2x c x e x x c -=-++ , 所以1

(sin cos )2

x y ce x x =-+ 为原方程的通解.

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.

解：由于

22(,)cos sin ,(,)(1)M x y x x xy N x y y x =-=-，因为

2M N

xy y x

??=-=??所以原方程为恰当方程.

把原方程分项组合得

22cos sin ()0x xdx xy dx yx dy ydy -++=,

或写成

2222111

(sin )()()0222

d x d x y d y ++=, 故原方程的通解为2222sin x x y y C -+=.

7．设 3124A -??=??-?? ， ??

????-=11η ，试求方程组

X A dt dX

=的一个基解基解矩阵

)(t Φ，求

X A dt

=满足初始条件

η=)0(x 的解.

解：特征方程为

det()(2)(5)0,24A E λλλλλ

---=

=++=--

求得特征值122,5λλ=-=-,对应122,5λλ=-=-的特征向量分别为1211,,(,0).12V V αβαβ????

==≠????-????

可得一个基解矩阵2525().2t

t t

t e e t e

e ----??Φ=??

-??

，又因为1

211(0)113-??Φ=??-?? ，

于是，所求的解为=ΦΦ=-η?)0()()(1

t t 2525211111132t

t t

t e e e

e ----????????????---?????? 25252134t t t t e e e e ----??

+=?

?-??

8. 求方程

2213dy

x y dx

=-- 通过点

(1,0)

的第二次近似解.

解: 令

0()0x ?=，于是

21001()[213()],x

x y x x dx x x ??=+--=-?

223452011

133

()[213()],1025

x y x x dx x x x x x ??=+--=

-+-+-? 9.求

的通解

解：方程可化为

84dy y dx x dy y dx ??+ ???

，

令dy

p dx =则有

3284p y x yp +=

（*），

（*）两边对y 求导得

322322(4)

(8)4dp

y p y p y p y p dy -+-=，

即3

(4)(2)0dp p y y p dy --=，由20dp y p dy -=得12p cy =，即

()p y c =.

将y 代入（*）得

24c p

x c =+，即方程的含参数形式的通解为：22224()c p x c p y c ?=+???

?=??，p 为参数；

又由32

40p y -=得123

(4)p

y =代入（*）得

3427y x

也是方程的解 .

试求方程组

x Ax '=的解

(),t ?

12(0),

η?ηη??==???? 并求

expAt

10.若

解：特征方程221()690

14p λλλλλ--==-+=-，解得

1,23λ=，此时 k=1,

n =。

12v ηηη??==????，

111123322120()()(3)()!i t i t i t t t e A E e t i ηηηη?ηηηη=??+-+????

=-=??????+-+??

????∑

由公式expAt=

10()!i

n t i

i t

e A E i λλ-=-∑

得

[]33310111exp (3)01111t

t t t At e E t A E e t e t t ?-?-??????

=+-=+=????????--+????????

三、证明题

1. 若

(),()t t Φψ是()X A t X '=的基解矩阵，求证：存在一个非奇异的常数矩阵C ，使得()()t t C ψ=Φ.

32(

)480dy dy

xy y dx dx

-+=2114A ??=??-??

证：

()t Φ是基解矩阵，故1()t -Φ存在，令1()()()X t t t -=Φψ ，则

()X t 可微且det ()0X t ≠，易知()()()t t X t ψ=Φ.

所以

()()()()()t t X t t X t '''ψ=Φ+Φ()()()()()A t t X t t X t '=Φ+Φ()()()()A t t t X t '=ψ+Φ 而

()()()t A t t 'ψ=ψ，所以()()0t X t 'Φ=,

()0,X t '=()X t C =（常数矩阵）

，故()()t t C ψ=Φ .

2. 设

),()(0βα?≤≤x x x 是积分方程

]

,[,,

])([)(0200βαξξξξ∈++=?x x d y y x y x

的皮卡逐步逼近函数序列

)}({x n ?在],[βα上一致收敛所得的解，而)(x ψ是这积分方程在],[βα上的连续解，试用逐步逼近法证明：在],[βα上)()(x x ?ψ≡.

证明：由题设，有

?++≡x

x d y x 0

,])([)(20ξξξψξψ

,)(00y x =??∈++≡-x

x n n x x d y x 0

],[,,])([)(0120βαξξξ?ξ?，),2,1( =n .

下面只就区间

β≤≤x x 0上讨论，对于0x x ≤≤α的讨论完全一样。

因为

),()|||)(|(|)()(|0200

x x M d x x x

x -≤+≤-?ξξξψξ?ψ 其中|}||)(|{max 2]

,[x x x M x +=∈ψβα，

所以

21000|()()|(|()()|)()(),2!

x x ML

x x d L M x d x x ψ?ξψξ?ξξξξ-≤-≤-=

-?? 其中}{max 2

],[x L x βα∈=, 设对正整数n 有n n n x x n ML x x )(!

|)()(|01

1-≤---?ψ,则有

n n x |(x )(x )|(|()()|)d ψφξψξφξ

ξ--≤-? ,)(!)1()(!10010

+--+=-≤?n x

x n n

n x x n ML d x n ML L ξξ,

故由归纳法，对一切正整数

k ，有

1110|()()|()()!!

k k k

k k ML ML x x x x k k ψ?βα----≤-≤-.

而上不等式的右边是收敛的正项级数的通项，故当

k →∞

时，它

0→,

因而函数序列

)}({x n ?在β≤≤x x 0上一致收敛于)(x ψ.根据极限的唯一性, 即得

)()(x x ?ψ≡, β≤≤x x 0 .

3. 设都是区间上的连续函数, 且是二阶线性方程的一个基本解组. 试证明:

(i) 和都只能有简单零点(即函数值与导函数值不能在一点同时为零);

(ii) 和没有共同的零点;

(iii) 和没有共同的零点.

证明: 和的伏朗斯基行列式为

因和是基本解组, 故

若存在 , 使得 , 则由行列式性质可得 , 矛盾. 即

最多只能有简单零点. 同理对有同样的性质, 故(i)得证.

若存在 , 使得 , 则由行列式性质可得 , 矛盾. 即与无共同零点. 故(ii)得证.

若存在 , 使得 , 则同样由行列式性质可得 , 矛盾.

即与无共同零点. 故(iii)得证.

4.试证：如果

)(t ?是

AX dt

=满足初始条件η?=)(0t 的解，那么η?)(exp )(0t t A t -=

.证明：因为At t exp )(=Φ是

AX dt

=的基本解矩阵，)(t ?是其解，所以存在常向量C 使得：(t )exp At C φ=?，令0t t =，则：C At 0exp =η，所以 η1

)(exp -=At C ，

故 1000(t )exp At (exp At )exp At exp(At )exp A(t t )φηηη

-=?=?-=-

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.

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

常微分方程试题(卷)

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,

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nn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 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 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（）.

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，

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

(整理)常微分方程试题及参考答案

常微分方程试题一、填空题(每小题3分，共39分) 1.常微分方程中的自变量个数是________. 2.路程函数S(t)的加速度是常数a，则此路程函数S(t)的一般形式是________. 3.微分方程=g( )中g(u)为u的连续函数，作变量变换________，方程可化为变量分离方程. 4.微分方程F(x,y′)=0中令P=y′,若x、P平面上的曲线F(x,P)=0的参数形式为x= (t),P=ψ(t),t为参数，则方程参数形式的通解为________. 5.方程=(x+1)3的通解为________. 6.如果函数f(x,y)连续，y= (x)是方程=f(x,y)的定义于区间x0≤x≤x0+h上，满足初始条件 (x0)=y0的解.则y= (x)是积分方程________定义于x0≤x≤x0+h 上的连续解. 7.方程=x2+xy，满足初始条件y(0)=0的第二次近似解是________. 8.方程+a1(t) +…+a n-1(t) +a n(t)x=0 中a i(t) i=1,2,…，n是〔a,b〕上的连续函数，又x1(t),x2(t),…，x n(t)为方程n 个线性无关的解，则其伏朗斯基行列式W(t) 应具有的性质是：________. 9.常系数线性方程x(4)(t)-2x″(t)+x(t)=0的通解为________. 10.设A(t)是区间a≤t≤b上的连续n×n矩阵，x1(t),x2(t),…，x n(t)是方程组 x′=A(t)x的n个线性无关的解向量.则方程组的任一解向量x(t)均可表示为：x(t)=________的形式. 11.初值问题(t)+2x″(t)-tx′(t)+3x(t)=e-t,x(1)=1,x′(1)=2,x″(1)=3 可化为与之等价的一阶方程组________. 12.如果A是3×3的常数矩阵，-2为A的三重特征值，则方程组x′=Ax的基解矩阵exp A t=________. 13.方程组的奇点类型是________. 二、计算题(共45分) 1.(6分)解方程 = . 2.(6分)解方程 x″(t)+ =0. 3.(6分)解方程 (y-1-xy)dx+xdy=0. 4.(6分)解方程

常微分方程试题

常微分方程习题及答案.[1]

第十二章常微分方程 (A) 一、是非题 1．任意微分方程都有通解。( ) 2．微分方程的通解中包含了它所有的解。( ) 3．函数x x y cos 4sin 3-=是微分方程0=+''y y 的解。( ) 4．函数x e x y ?=2是微分方程02=+'-''y y y 的解。( ) 5．微分方程0ln =-'x y x 的通解是()C x y += 2 ln 2 1 (C 为任意常数)。( ) 6．y y sin ='是一阶线性微分方程。( ) 7．xy y x y +='33不是一阶线性微分方程。( ) 8．052=+'-''y y y 的特征方程为0522=+-r r 。( ) 9． 2 2 1xy y x dx dy +++=是可分离变量的微分方程。( ) 二、填空题 1．在横线上填上方程的名称 ①()0ln 3=-?-xdy xdx y 是。 ②()()022=-++dy y x y dx x xy 是。 ③x y y dx dy x ln ?=是。 ④x x y y x sin 2+='是。 ⑤02=-'+''y y y 是。 2．x x y x y cos sin =-'+'''的通解中应含个独立常数。 3．x e y 2-=''的通解是。 4．x x y cos 2sin -=''的通解是。 5．124322+=+'+'''x y x y x y x 是阶微分方程。 6．微分方程()06 ='-''?y y y 是阶微分方程。

7．x y 1 =所满足的微分方程是。 8．x y y 2='的通解为。 9． 0=+ x dy y dx 的通解为。 10． ()25 11 2+=+- x x y dx dy ，其对应的齐次方程的通解为。 11．方程()012=+-'y x y x 的通解为。 12．3阶微分方程3x y ='''的通解为。三、选择题 1．微分方程()043='-'+''y y y x y xy 的阶数是( )。 A ．3 B ．4 C ．5 D ． 2 2．微分方程152=-''-'''x y x y 的通解中应含的独立常数的个数为( )。 A ．3 B ．5 C ．4 D ． 2 3．下列函数中，哪个是微分方程02=-xdx dy 的解( )。 A ．x y 2= B ．2x y = C ．x y 2-= D ． x y -= 4．微分方程32 3y y ='的一个特解是( )。 A ．13+=x y B ．()3 2+=x y C ．()2 C x y += D ． ()3 1x C y += 5．函数x y cos =是下列哪个微分方程的解( )。 A ．0=+'y y B ．02=+'y y C ．0=+y y n D ． x y y cos =+'' 6．x x e C e C y -+=21是方程0=-''y y 的( )，其中1C ，2C 为任意常数。 A ．通解 B ．特解 C ．是方程所有的解 D ．上述都不对 7．y y ='满足2|0==x y 的特解是( )。 A ．1+=x e y B ．x e y 2= C ．22x e y ?= D ． x e y ?=3 8．微分方程x y y sin =+''的一个特解具有形式( )。 A ．x a y sin *= B ．x a y cos *?=

2012常微分方程试题B及答案

南京农业大学试题纸 2011-2012学年第2 学期课程类型：必修试卷类型：B Array 装订线装订线

常微分方程模拟试题(B)参考答案 2012.7 一、填空题（每小题3分，本题共30分） 1．二 2． )()]()([1211x y x y x y C +- 3． ()0W t ≡或00()=0,W t t I ∈ 4． )(x N x N y M ?=??-?? 5.1y =± 6. n 7. 充分 8. 0 0(,)x x y y f x y dx =+ ? 9. 1 ,Re s a s a >- 10. ()+∞∞-, 二、计算题（每小题5分，本题共20分） 11. 解：齐次方程的通解为 x C y 3e -= (3分) 令非齐次方程的特解为 x x C y 3e )(-= 代入原方程，确定出 C x C x +=5e 5 1)( 原方程的通解为 x C y 3e -=+ x 2e 5 1 （5分） 12. 解：对应的特征方程为：012 =++λλ，解得i i 2 3,2321221 1--=+ -=λλ （3分）所以方程的通解为：)2 3sin 23cos (212 1 t c t c e x t +=- （5分） 13. 1=??y M ，x N ??=1 , x N y M ??=?? 所以此方程是恰当方程. （3分）凑微分，0)(22 =++-xdy ydx ydy dx x 得 C y xy x =-+23 3 1 （5分） 14． 5,1,dy dt x y t dx dx -===-令则 1,(7)77dt t t dt dx dx t -=---原方程化为：变量分离（3分） 2 1772 t x c t -=-+两边积分 21 7(5)7.(5)x y x c x y --+=-+-+代回变量（5分）

常微分方程选择题及答案.doc

湖北师范学院优质课程《常微分方程》试题库及试题解答课程负责人：李必文数学系

2005年 3月 18日选择题（每小题 4 分） 1、下列方程中为常微分方程的是（） (A) x2 - 2x 1 0 (B) y' xy2 (C) u 2u 2u (D) y x2 c (c为常数） t x2 y2 2、下列微分方程是线性的是（） (A)y ' x2 y2 (B) y" y2 e x (C) y" x2 0 (D) y'- y xy 2 3、方程y " 3y ' 2 y x2e-2 x特解的形状为( ) (A) y1 ax2ey-2 x (B) y1 (ax2 bx c)e-2 x (C) y1 x2 ( ax2 bx c)e-2 x (D) y1 x2 (ax2 bx c)e-2x 4、下列函数组在定义域内线性无关的是（） (A)4, x (B)x,2 x, x2 (C)5,cos 2 x,sin 2 x (D) 1,2, x, x 2 5、微分方程xdy - ydx y2 e y dy 的通解是( ) (A) x y(c - e y ) (B) x y(e y c) (C) y x(e x c) (D) y x(c - e y ) 6、下列方程中为常微分方程的是（） (A) t2 dt xdx 0 (B) sin x 1 (C) y x 1 c (c 为常数） 2u 2u (D) 2 y2 x

7、下列微分方程是线性的是（） (A)y' 1 y2(B)dy1 (C)y '2by cx(D) dx 1 xy y ' xy40 8、方程y "- 2 y ' 2y e x (x cos x 2sin x) 特解的形状为( ) (A) y1 e x[( Ax B)cos x C sin x] (B) y1 e x [ Ax cos x C sin x] (C) y1 e x[( Ax B) cosx ( Cx D ) sin x] (D) y1 xe x[( Ax B) cos x (Cx D ) sin x] 9、下列函数组在定义域内线性无关的是（） (A) 1, x, x3(B)2x2 , x, x2 (C) 1,sin2x,cos2 x(D)5,sin 2 (x 1),cos2 (x1) 10、微分方程ydx - xdy y2exdx 的通解是( ) (A) y x(e x c) (B) x y( e x c) (C) x y(c - e x) (D) y ( x - ) x e c 11、下列方程中为常微分方程的是（） (A) x2 y2 -1 0 (B) y ' x2 y (C) 2 u 2 u 2u (D) x y2 c (c为常数） 2 x2 y2 12、下列微分方程是线性的是（） 2 (C)y =y3 +sin x (D)y +y=y2cos x (A)(B) y +6 y =1 13、方程y+y=2sin x特解的形状为( )

2018常微分方程考研复试真题及答案

常微分方程计算题 2.指出下列方程中的阶数，是线性方程还是非线性方程，并说明理由；（1） t 2 2 2dt u d +t dt du +( t 2 -1)u=0 （2） dx dy =x 2+y 2 ; （3）dx dy + 2 x y =0 3.求曲线族y=C 1e x +C 2x e x 所满足的微分方程 4．验证函数y= C 1e x 2+ C 2e x 2-是微分方程y `` -4y=0的解，进一步验证它是通解。 5.试用一阶微分方程形式不变性求解方程dx dy =2x 6.什么叫积分一个微分方程 7．什么是求解常微分方程的初等积分法 8．分离变量一阶方程的特征是什么 9．求下列方程的通解（1） y ` ＝sinx （2） x 2 y 2 y ` +1=y （3） tgx dx dy =1+y （4） dx dy =exp(2x-y) （5） dx dy =21y 2- （6） x 2 ydx=(1- y 2 +x-2 x 2 y 2 )dx （7）( x 2 +1)( y 2 -1)dx+xydy=0 10.叙述齐次函数的定义 11．试给出一阶方程y ` ＝f(x,y)或p(x,y)dx+ q(x,y)dy=0为齐次方程的特征。说明二

个方程的关系。 12．求解齐次方程通常用什么初等变换，新旧函数导数关系如何 13．求解下列方程 dx dy ＝2 22y x xy - 14．求解下列方程（1）（x+2y ）dx —xdy=0 (2) dx dy =x y +y x 2 15. dx dy =22y x xy + 16(x 2 +y 2 )dx —2xydy=0 17. dx dy =5 242+---y x x y 18―――――19 20―――――――27

《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^=

常微分方程应用题和答案

应用题（每题10分） 1、设()f x 在(,)-∞∞上有定义且不恒为零，又()f x '存在并对任意,x y 恒有 ()()()f x y f x f y +=，求()f x 。 2、设()()()F x f x g x =，其中函数(),()f x g x 在(,)-∞∞内满足以下条件 ()(),()(),(0)0,()()2x f x g x g x f x f f x g x e ''===+= （1）求()F x 所满足的一阶微分方程；（2）求出()F x 的表达式。 3、已知连续函数()f x 满足条件320 ()3x x t f x f dt e ??=+ ??? ?，求()f x 。 4、已知函数()f x 在(0,)+∞内可导，()0,lim ()1x f x f x →+∞ >=，且满足 1 1 0()lim ()h x h f x hx e f x →? ?+ ?= ? ?? ? ，求()f x 。 5、设函数()f x 在(0,)+∞内连续，5 (1)2 f =，且对所有,(0,)x t ∈+∞，满足条件 1 1 1 ()()()xt x t f u du t f u du x f u du =+? ??，求()f x 。 6、求连续函数()f x ，使它满足10 ()()sin f tx dt f x x x =+?? 。 7、已知可微函数()f t 满足 31() ()1()x f t dt f x t f t t =-+?，试求()f x 。 8、设有微分方程 '2()y y x ?-=，其中21 ()01x x x ?? 。试求在(,)-∞∞内的连续函数()y y x =使之在(,1)-∞和()1,+∞内部满足所给方程，且满足条件(0)0y =。 9、设位于第一象限的曲线()y f x = 过点122?? ? ? ?? ，其上任一点(,)P x y 处的法线与y 轴的交点为Q ，且线段PQ 被x 轴平分。（1）求曲线()y f x =的方程；（2）已知曲线sin y x =在[0,]π上的弧长为l ，试用l 表示曲线()y f x =的弧长s 。 10、求微分方程(2)0xdy x y dx +-=的一个解()y y x =，使得由曲线()y y x =与直线 1,2x x ==以及x 轴所围成的平面图形绕x 轴旋转一周的旋转体体积最小。 11、设曲线L 位于xOy 平面的第一象限内，L 上任一点M 处的切线与y 轴总相交，交点记为

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 L 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.

常微分方程阶段(2)复习题

《常微分方程》第二阶段试题一. 单选题 1. 函数 )cos(C x y +=（其中C 为任意常数）所满足的微分方程是（） )sin()(C x y A +-='； 1)(22=+'y y B ； )sin()(C x y C +='； 22)(22=+'y y D 。 2.二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（）（A ）线性无关（B ）朗斯基行列式为零（C ）12()=() x C x ??（常数）（D ）线性相关 3.二阶线性齐次微分方程的两个解)(1x y ?=,)(2x y ?=不是基本解组的充要条件是（）（A ）线性无关（B ）朗斯基行列式不为零（C ）12()() x C x ??≠（常数）（）线性相关 4.线性齐次微分方程组()dx A t x dt =的一个基本解组的个数不能多于（）（A ） -1n （B ） n （C ）+1n （D ）+2n 5．n 阶线性齐次微分方程线性无关解的个数不能多于（）个．（A ） n （B ）-1n （C ）+1n （D ）+2n 6. 设常系数线性齐次方程特征方程根i r r ±=-=4,32,1,1，则此方程通解为（）（A ）x C x C e x C C y x sin cos )(4321+++=-；（B ）x C x C e C y x sin cos 321++=-；（C ）x x C x C e C y x sin cos 321++=-；（D ）x C x x C e C y x sin cos )(321+++=- 7.方程x xe y y 2'2"=-的特解具有形式（）。（A ） x Axe y 2*=; （B ） x e B Ax y 2)(*+=; （C ） x e B Ax x y 2)(*+= ; （D ）x e B Ax x y 22)(*+=。 8.微分方程x x y y 2sin =+''的一个特解应具有形式（）（A ）()cos ()sin Ax B x Cx D x +++22 （B ）()cos Ax Bx x 22+ （C ）x B x A 2sin 2cos + （D ）()cos Ax B x +2 9.微分方程210y y '''++=的通解是（）（A ）x e x C C y -+=)(21；（B ）x x e C e C y -+=21；（C ）x e C C y x 21221-+=-；（C ）x x C x C y 2 1sin cos 21-+=。 10.容易验证：y wx y wx w 120==>cos ,sin ()是二阶微分方程''+=y w y 20的解，试指出下列哪个函数是方程的通解。（式中C C 12,为任意常数）（）（A ）y C wx C wx =+12cos sin （B ）y C wx wx =+12cos sin （C ）y C wx C wx =+112cos sin （D ）y C wx C wx =+122cos sin 11.微分方程1x y y e ''-=+的一个特解应有形式 ( ) （A ）b ae x +；（B ）bx axe x +；（C ）bx ae x +；（D ） b axe x + 12.微分方程'''+'=y y x sin 的一个特解应具有形式 ( ) （A ）A x sin （B ）A x cos （C ）Asix B x +cos （D ）x A x B x (sin cos )+

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