设函数f(x)在区间[1,+∞)上连续,若曲线y=f(x)与直线x=1,x=t(t>1)及x轴所围平面图形绕x轴旋转一周所得旋转体体积为,求f(x)满足的微分方程,并求满足初值的解。

admin2019-01-15  88

问题 设函数f(x)在区间[1,+∞)上连续,若曲线y=f(x)与直线x=1,x=t(t>1)及x轴所围平面图形绕x轴旋转一周所得旋转体体积为,求f(x)满足的微分方程,并求满足初值的解。

选项

答案由题设可得 [*] 即[*] 等式两边同时对t求导,得 3f2(t)=2tf(t)+t2f(t), 即f(x)所满足的微分方程x2f(x)+2xf(x)=3f2(x)。 记y=f(t),则有 [*] 这是关于y,t的齐次方程,令[*],则方程化为 [*] 即有 [*] 两端积分得In︱u-1︱-In︱u︱=3In︱t︱+In︱C︱, 即有 [*] 即有 [*] 于是[*]。由[*],得C=-1,因此所求特解为[*]

解析
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