求微分方程xy′′+y′=x2满足初始条件y∣x=1=1,y′∣x=1=1/3的特解.

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求微分方程xy′′+y′=x2满足初始条件y∣x=1=1,y′∣x=1=1/3的特解.

设u=y′,则y′′=u′,代入原方程可得xu′+u-=x4,此为一阶线性微分方程,化为可直接利用公式的情形u′+(1/x)′=x,由此得此方程通解为 u=e-∫(1/x)dx(∫xe∫(1/x)dx+C1) =(1/x)[(1/3)x3+C1]=(1/3)x2+C1/x, 即y′=u=(1/3)x2+C1/x.由条件y′∣x=1=1/3得C1=0,所以y′=(1/3)x2. 再积分得y= ∫(1/3)x2dx=(1/9)x3+C2.又由y ∣x=1=1,得C2=8/9, 于是所求的特解为y=(1/9)x3+8/9.

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