常微分试题 13

发布 2024-04-16 05:35:12 阅读 8264

第三章测验考试卷5

姓名班级学号

一、填空(每空3分)

1、方程定义在矩形域r:上,则经过点(0,0)的解的存在区间是。

2、方程经过(0,0)点的解的存在区间是( )

3、函数f(x,y)称为在r上关于y满足利普希茨条件,如果(

对于所有都成立。

4、如果f(x,y)在r上连续且关于y满足利普希茨条件,则存在唯一的解,定义于区间上,连续且满足初始条件,这里,h

5、皮卡逐步逼近函数序列是。

6、若函数f(x,y)在区域g内( )且关于y满足利普希茨条件,则方程的解作为的函数在它的存在范围内是。

7、若为毕卡逼近序列,则有。

8、形如的方程,称为克莱罗方程。

9、设定义于,满足条件则方程x=f(x)存在唯一的一个解。

二、计算题(每题10分)

1、求的解,并求其奇解。

2、求的通解及其奇解。

3、求的奇解。

4、求初值问题的解的存在区间,并求其第二次近似解,给出在解的存在区间的误差估计。

5、求曲线族的包络。

6、求一曲线,使它上面的每一点的切线截割坐标轴使两截距之和等于常数c.

三、证明题(10分)

1、试证:就克莱洛方程来说,p-判别曲线和方程通解的c-判别曲线同样是方程通解的包络,从而为方程的奇解。

2、试用一阶微分方程解的存在唯一性定理证明:

一阶线性方程,当p(x)、q(x)在上连续时,其解存在唯一。

答案。一、1、

3、存在常数l>0,使得不等式。

6、连续连续的。

9、其中n<1

二、1、解:

这是克莱罗方程,因此方程的通解为,从中消去c,得方程的奇解。

2、解:从中消去p得y=-x;

再求通解,将方程写为

即 ,通解为,从中消去c,得x=0及y=-x,按c—p消去法知y=-x是奇解。

3、解: ,所以可能破坏解的唯一性,它可能是奇解。

验证1)显然是方程的解;

2)由分离变量法,求得方程的通解是,在y=1上任取一点,通解表达式中有解。

通过点,且其上导数,即此解与y=1相切,故y=1是奇解。

同理,y=-1也是方程的奇解。

4、解: 又,由,所以,=。

5、解:对c求导,得 –2(x-c)-2(y-c)=0, ,代入原方程得。

经检验,得是原方程的包络。

6、解:设所求曲线方程为y=y(x),以x、y表坐标系,则曲线上任一点(x,y(x))的切线方程为,它与x轴、y轴的截距分别为,按条件有,化简得,这是克莱洛方程,它的通解为一族直线,它的包络是,消去c后得我们所求的曲线。

三、1、证:克莱洛方程 y=xp+f(p)的p-判别曲线就是用p-消去法,从中消去p后而得的曲线;

c-判别曲线就是用c-消去法,从通解及它对求导的所得的方程。

中消去c而得的曲线,显然它们的结果是一致的,是一单因式,因此p-判别曲线是通解的包络,也是方程的通解。

2、证明:因为p(x)、q(x)在上连续,也连续,故,当p(x)、q(x)在上连续时,其解存在唯一。

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