设f(x)具有一阶连续导数,f(0)=0,且微分方程 [xy(1+y)一f(x)y]dx+[f(x)+x2y]dy=0 为全微分方程. (Ⅰ)求f(x); (Ⅱ)求该全微分方程的通解.

admin2016-04-14  37

问题 设f(x)具有一阶连续导数,f(0)=0,且微分方程
[xy(1+y)一f(x)y]dx+[f(x)+x2y]dy=0
为全微分方程.
(Ⅰ)求f(x);
(Ⅱ)求该全微分方程的通解.

选项

答案(Ⅰ)由题设知,存在二元函数u(x,y),使 [*] 由于f(x)具有一阶连续导数,所以u的二阶混合偏导数连续,所以有 [*] 即有x(1+2y)-f(x)=f’(x)+2xy, f’(x)+f(x)=x. 连同已知f(0)=0,于是可求得f(x)=x一1+e-x. (Ⅱ)由(Ⅰ)有 du=(xy2+y—ye-x)dx+(x一1+e-x+x2y)dy. 求u(x,y)有多种方法. 凑微分法. (xy2+y-ye-x)dx+(x—1+e-x+x-1y)dy =xy(ydx+xdy)+(ydx+xdy)+(-ye-xdx+e-xdy)-dy [*] 所以该全微分方程的通解为 [*](xy)2+xy+ye-x一y=C,其中C为任意常数.

解析
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