求齐次微分方程特解

(x눀+2xy-y눀)dx+(y눀+2xy-x눀)dy=0当x=1时y=1...
2026年09月24日 11:47
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网友(1):

∵(x^2+2xy-y^2)dx+(y^2+2xy-x^2)dy=0,
∴[(x/y)^2+2(x/y)-1]dx=[(x/y)^2-2(x/y)-1]dy。
令x/y=u,则:x=yu,∴dx=udy+ydu,
∴(u^2+2u-1)(udy+ydu)=(u^2-2u-1)dy,
∴(u^2+2u-1)ydu=[(u^2-2u-1)-(u^2+2u-1)u]dy,
∴(u^2+2u-1)ydu=(u^2-2u-1-u^3-2u^2+u)dy,
∴(u^2+2u-1)ydu=(-u^3-u^2-u-1)dy,
∴[(1-2u-u^2)/(1+u+u^2+u^3)]du=(1/y)dy,
∴{(1-2u-u^2)/[(1+u)+(1+u)u^2]}du=(1/y)dy,
∴{(1-2u-u^2)/[(1+u)(1+u^2)]}du=(1/y)dy,
∴{[(1+u^2)-2u(1+u)]/[(1+u)(1+u^2)]}du=(1/y)dy,
∴[1/(1+u)]du-[2u/(1+u^2)]du=(1/y)dy,
∴d(ln|1+u|)-d(|1+u^2|)=d(lnx),
∴d[ln|1+u|-ln(1+u^2)]=d(lnx),
∴ln|1+u|-ln(1+u^2)=lnx+C,
∴ln|1+x/y|-ln[1+(x/y)^2]=lnx+C。

∵当x=1时,y=1,∴ln|1+1|-ln[1+1]=ln1+C,∴C=0。
∴原微分方程的特解是:ln|1+x/y|-ln[1+(x/y)^2]=lnx,
即:|1+x/y|/[1+(x/y)^2]=x。

网友(2):

两边同除x²dx,
方程化为(1+2y/x-y²/x²)+(y²/x²+2y/x-1)dy/dx=0★
设u=y/x,
则y=xu,
则dy/dx=u+xdu/dx,
代入★得到方程化为(1+2u-u²)+(u²+2u-1)(u+xdu/dx)☆
则☆是关于u和x的可分离变量的方程。
解☆然后代回原变量即可。