设微分方程xf”(x)-f’(x)=2x. (I)求上述微分方程的通解; (Ⅱ)求得的解在x=0处是否连续?若不是,能否对每一个解补充定义,使其在x=0处连续,并讨论补充定义后的f(x)在x=0处的f’(0)及f”(0)的存在性,要求写出推理过程.

admin2018-12-21  44

问题 设微分方程xf(x)-f(x)=2x.
(I)求上述微分方程的通解;
(Ⅱ)求得的解在x=0处是否连续?若不是,能否对每一个解补充定义,使其在x=0处连续,并讨论补充定义后的f(x)在x=0处的f(0)及f(0)的存在性,要求写出推理过程.

选项

答案(I)当x≠0时,原微分方程可改写为 f(x)=-[*]f(x)=2. 由通解公式,有 [*] 所以f(x)﹦∫2xln︱x︱dx±[*]x2﹢C2 ﹦∫ln︱x︱d(x2)±[*]x2﹢C2 ﹦x2ln︱x︱﹣∫[*]x2﹢C2 ﹦x2ln︱x︱﹣[*]x2﹢C2 ﹦x2ln︱x︱﹢[*]x2﹢C2,x≠0, 其中[*]与C2为任意常数. (Ⅱ)又因为[*]x2ln|x|=0,对每一个解补充定义f(0)=C2后,有 [*] 其中[*]ln|x|=-∞.所以f(0)不存在.

解析
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