(1)设,y’(1)=0.计算变限积分 ∫1x[t2y’’(t)+4(t+1)y’(t)+2y(t)]dt, 使得结果中不含y’’(x),也不含积分号; (2)求微分方程 x2y’’(x)+4(x+1)y’(x)+2y(x)=x∈(0,+∞) 满足初始条件

admin2018-09-25  30

问题 (1)设,y’(1)=0.计算变限积分
1x[t2y’’(t)+4(t+1)y’(t)+2y(t)]dt,
使得结果中不含y’’(x),也不含积分号;
(2)求微分方程
x2y’’(x)+4(x+1)y’(x)+2y(x)=x∈(0,+∞)
满足初始条件,y’(1)=0的特解.

选项

答案(1)由分部积分, ∫1x[txy’’(t)+4(t+1)y’(t)+2y(t)]dt =∫1xt2dy’(t)+4∫1x(t+1)dy(t)+2∫1xy(t)dt =t2y’(t)|1x-2∫1xty’(t)dt+4(t+1)y(t)|1x-4∫1xy(t)dt+2∫1xy(t)dx =x2y’(x)-y’(1)-2∫1xtdy(t)+4(x+1)y(x)-8y(1)-2∫1xy(t)dt =x2y’(x)-2ty(t)|1x+2∫1xy(t)dt+4(x+1)y(x)+[*]-2∫1xy(t)dt =x2y’(x)+2xy(x)+4y(x)+1. (2)将方程 x2y’’(x)+4(x+1)y’(x)+2y(x)=[*] 两边对x积分,从x=1到x=x,由(1),得 [*] 此为一阶线性微分方程,由通解公式, [*] 所以通解为 [*] 因为x=1时, [*] 故所求的特解为 [*]

解析
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