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2018年辽宁科技大学理学院801线性代数与常微分方程之常微分方程考研基础五套测试题

  摘要

一、计算题

1.

式记为

因而有

【答案】

由于是齐次线性微分方程(4.2)的任意n 个解,

所以满足

试证明

是齐次线性微分方程(4.2)的任意n 个解,它们所构成的朗斯基行列

满足一阶线性微分方程

又由行列式求导法则有

对于上式右端的行列式作以下变换;

将第一行的

行的倍,

第二行的倍,…

倍都加入第n 行,并利用己经得到的条件(1),

得到

所以

从而有

满足一阶线性微分方程

2.

证:是方程

时,

能够选择常数的解,其中k 为常数,

函数

的值,

使得于连续,试(1)

(2)

当时,方程的通解可表为

其中

(1)

当为任意常数. 的通解为的解,

代入方程,

则得到决定

【答案】齐次方程

设方程的一个特解为时,

利用常数变易法求方程

的方程组

解之,

即得到方程的通解为

又由已知

使得

是方程的解,

所以一定能够选择常数的值,

化简上式右端即得

(2)

当时,

原方程变为

而齐次方程

的通解为

利用常数变易法求非齐次方程

代入方程则得到决定

的一个特解,

设方程的一个特解为

的代数方程组

解之,

所以原方程的通解为

化简即得

其中为任意常数.

3. 一质量为m 的质点作直线运动,从速度等于零的时刻起,有一个和时间成正比(比例系数

为)的力作 用在它上面. 此外质点又受到介质的阻力,

这阻力和速度成正比(比例系数为). 试求此质点的速度与时间的关系.

【答案】根据牛顿第二运动定律,可以写出质点运动满足的方程为