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设对任意光滑的有向闭合曲面片S,均有 (y﹢1)f’(x)dydz﹢(y-y2)f(x)dzdx﹢[zyf’(x)-2zex]dxdy﹦0,其中f(x)在(-∞,﹢∞)内具有连续的二阶导数,求f(x)。
设对任意光滑的有向闭合曲面片S,均有 (y﹢1)f’(x)dydz﹢(y-y2)f(x)dzdx﹢[zyf’(x)-2zex]dxdy﹦0,其中f(x)在(-∞,﹢∞)内具有连续的二阶导数,求f(x)。
admin
2019-07-24
46
问题
设对任意光滑的有向闭合曲面片S,均有
(y﹢1)f
’
(x)dydz﹢(y-y
2
)f(x)dzdx﹢[zyf
’
(x)-2ze
x
]dxdy﹦0,其中f(x)在(-∞,﹢∞)内具有连续的二阶导数,求f(x)。
选项
答案
令P(x,y)﹦(y﹢1)f
’
(z),Q(x,y)﹦(y-y
2
)f(x),R(x,y)﹦zyf
’
(x)-2ze
x
,由于f(x)在(-∞,﹢∞)内具有连续的二阶导数,所以P,Q,R在闭区域上具有一阶连续偏导数,故由高斯公式可知 [*](y﹢1)f
’
(x)dydz﹢(y-y
2
)f(x)dzdx﹢[zyf
’
(x)-2ze
x
]dxdy ﹦±[*][(y﹢1)f
”
(x)﹢(1-2y)f(x)﹢yf
’
(x)-2e
x
]dxdydz﹦0, 其中,Ω是由闭合曲面片S所围成的区域,由区域Ω的任意性可知 (y﹢1)f
”
(x)﹢(1-2y)f(x)﹢yf
’
(x)-2e
x
﹦0, 即y[f
”
(x)f
’
(x)-2f(x)]﹢[f
”
(x)﹢f(x)-2e
x
]﹦0,则有 f
”
(x)﹢f
’
(x)-2f(x)﹦0,f
”
(x)﹢f(x)-2e
x
﹦0, 求解f
”
(x)﹢f
’
(x)-2f(x)﹦0得f(x)﹦C
1
e
x
﹢C
2
e
-2x
,则该通解同样满足微分方程f
”
(x)﹢f(x)-2e
x
﹦0,代入后可得C
1
﹦1,C
2
﹦0,所以f(x)﹦e
x
。 本题考查高斯公式和齐次微分方程的计算。考生在应用高斯公式前要注意检查高斯公式成立的条件。
解析
转载请注明原文地址:https://kaotiyun.com/show/kuc4777K
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考研数学一
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