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uuuuuu009 幼苗
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(1)【解法一】
因为一阶微分方程 y′+P(x)y=Q(x) 的通解公式为
y=e-∫p(x)dx(∫Q(x)e∫p(x)dxdx+C),
所以 y′+ay=f(x) 的通解为
y=e-∫adx(∫f(x)e∫adxdx+C)=e-ax (∫f(x)eaxdx+C)=e-ax (F(x)+C),
其中,F(x) 是 f(x)eax 的任一原函数.
由 y(0)=0 可得,C=-F(0).
所以 y(x)=e-ax (F(x)-F(0))=e-ax
∫x0f(t)eatdt.
【解法二】
在方程 y′+ay=f(x) 两边同时乘以 eax,可得
eaxy′+aeax y=eaxf(x),
即 (eax y)′=eaxf(x).
两边积分可得,
eaxy =
∫ x0eatf(t)dt,
即:y(x)=e-ax
∫x0f(t)eatdt.
(2)|y(x)|=e-ax|
∫ x0f(t)eatdt |
≤e-ax
∫x0|f(t)|eatdt
≤ke-ax
∫x0eatdt(∵|f(x)|≤k)
≤
k
a]e-ax(eax-1)
≤[k/a](1-e-ax).
点评:
本题考点: 微分方程的显式解、隐式解、通解和特解;原函数的性质;一阶线性微分方程的求解.
考点点评: 本题综合性较强,综合考察了一阶线性微分方程的求解、原函数的性质以及定积分的性质与应用.本题的解题思路比较巧妙,对于该题的证明,需要积累一定的做题经验与技巧.
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