求微分方程y′′+(y′)²=1满足y=|x=0=0,y′|x=0=0的特解.

2个回答

  • 令z=y'

    原方程变为

    z'+z²=1

    dz/dx=1-z²

    dz/(1-z²)=dx

    (1/2)[dz/(1-z)+dz/(1+z)]=dx

    (1/2)ln|(1+z)/(1-z)|=x+C

    代入x=0,z(0)=y'(0)=0

    C=0

    ln|(1+z)/(1-z)|=2x

    (1+z)/(1-z)=e^(2x)

    1+z=e^2x-e^2x z

    z=(e^2x-1)/(e^2x+1)

    y'=(e^2x-1)/(e^2x+1)=1-2/(e^2x +1)

    积分

    y=C+x-2积分 e^x dx/[e^x(e^2x+1)]

    t=e^x,dt=e^xdx

    y=C+x-2积分 dt/[t(t^2+1)]

    =C+x-2积分 [dt/t-t dt /(t^2+1)]

    =C+x-2ln |t|+ln|t^2+1|

    =C+x-2x+ln(e^2x +1)

    =C-x+ln(e^2x+1)

    代入x=0,y(0)=0

    C=-ln2

    y=-ln2-x+ln(e^(2x)+1)