《常微分方程》課程試題 A卷 答案

2023-02-06 03:18:05 字數 1123 閱讀 7776

中國海洋大學 2008-2009學年第一學期期末考試試卷(a)答案

一、選擇題

1、b2、b3、b4、c5、a二、判斷題

1、2、√3、√4、5、三、填空題

1、;.

2、;是的連續.

3、4、, 其中是任意常數.

5、個線性無關的解; 無窮多

四、簡答題

1、解:由於,故原方程有積分因子

,求得通解為

. 2、證明:考查函式項級數

1) 其部分和是為,

因此,只須證明函式項級數(1)在上一致收斂.由的表示式

.由李普希茲條件及上式,有

假設對於正整數,有不等式

.則由李普希茲條件,當時,有

由數學歸納法知,對一切正整數k,皆有

.又由於,有,從而

2)(2)式右端恰是收斂的正項級數的一般項,由m一判別法,函式項級數(1)在上一致收收斂,其和函式記為. 故函式序列在上一致收斂.

類似地可以證明在上一致收斂.

3、解:(1)求的通解.由特徵方程得特徵根為,,其通解為.

(2)用待定係數法求非齊方程的特解.

設,則,,代入原方程,比較兩端,係數,得

,,所以,.故非齊通解為

. 4、證明: 令

則③是對應齊線性方程組的解組,並且可以證明是線性無關的.

事實上,假設③是線性相關的,則存在一組不全為零的常數

即 .

這表明有一組不全為零的常數使上式成立,這與是線性無關的題設矛盾,因此③是線性無關的.

對方程組的任一解,必是對應齊線性方程組的解.又因為③是對應齊線性方程組的基本解組,必存在一組常數,使得

即,亦即,故

.反之,若,對於

因為是對應齊線性方程組的解,也是對應齊線性方程組的解,而是的方程組的乙個解,故

是方程組的解.

五、綜合題

1、解:火車的質量是,,速度為,加速度為,根據牛頓第二定律,有.

整理,得到路程s應滿足的二階常係數非齊線性方程

.可求得方程通解

.代入初始條件:當時,,,得

,.故火車的運動規律為

.  2、解:a的特徵值為,,,求對應的齊次方程組的基解矩陣為

,有得故所求的初值問題解為=.

常微分方程課程總結

第一章緒論 1.2微分方程的基本概念 1 常微分方程偏微分方程 微分方程 凡含有未知函式的導數或微分的方程叫微分方程。常微分方程 未知函式為一元函式的微分方程。偏微分方程 未知函式為多元函式,從而出現偏導數的微分方程。2 線性與非線性 一般n階線性微分方程具有形式 等式左面全是一次有理整式 3 解和...

常微分方程

第一節基本概念 一 基本知識 1 微分方程的概念 1 微分方程 含有未知函式的導數 或微分 的方程稱為微分方程 未知函式為一元函式的叫常微分方程 未知函式為多元函式的叫偏微分方程 2 微分方程的階 方程中未知函式導數的最高端數叫該微分方程的階,同時該方程就叫做階微分方程 3 微分方程的解 使微分方程...

常微分方程

一 單項選擇題 1.下列四個微分方程中,三階常微分方程有 個 12 34 a.1b.2c.3d.4 a.n階常係數非齊線性常微分方程 b.n階變係數非齊線性常微分方程 c.n階變係數非線性常微分方程d.n階常係數非線性常微分方程.3.微分方程的乙個解是 abcd.4.是某個初值問題的唯一解,其中方程...