8.2.1 微分方程的特解(例8.1—8.3)
例8.1(江苏省1991年竞赛题) 已知微分方程y′=
有特解y=
则φ(x)=________.
解析 因y′=
代入微分方程得

令ln|x|=t,得φ(t)=
故φ(x)=
例8.2(莫斯科大学1977年竞赛题) 是否存在闭区间[-a,a]上的连续函数p(x),q(x),使得y=x2sinx是微分方程
y″+p(x)y′+q(x)y=0
的特解?
解析 将y=x2sinx代入微分方程得(https://www.daowen.com)
(2sinx+4xcosx-x2sinx)+p(x)(2xsinx+x2cosx)+q(x)x2sinx=0
当x≠0时,将上式整理得

令x→0得2+4+0+0=0,即6=0,此为矛盾式.故不存在连续函数p(x),q(x)使得y=x2sinx为所给微分方程的解.
例8.3(南京工业大学2009年竞赛题) 已知一阶线性方程y′+p(x)y=ex有特解y=xex,则该微分方程的通解为_________________.
解析 将特解y=xex代入原方程可解得p(x)=-1.y′+y=0的特征方程为λ-1=0,故λ=1,于是原方程的余函数为y=cex.所以所求通解为
y=ex(c+x).