求微分方程：f'(x)+xf(-x)=x的通解

来源：学生作业帮编辑：拍题作业网作业帮分类：数学作业时间：2024/04/28 03:33:00

求微分方程：f'(x)+xf(-x)=x的通解
不好意思，我把题看错了看掉了一个 f'(x)+xf'(-x)=x 应该是这样，不好意思，

求微分方程：f'(x)+xf(-x)=x的通解
5 - 离问题结束还有 14 天 14 小时
请写出求解的具体步骤,
max_yuri - 助理三级
回答：
【1】我在楼上的基础上继续解答问题,很可惜楼上解答漏掉了一个环节导致求解失败了
【2】
假设存在y=f(x)满足条件.
则有y=f(x)在定义域内可导,且定义域关于原点对称.
∵f'(x)+xf(-x)=x
∴f'(-x)-xf(x)=-x
∴
f'(x)+f'(-x)+x(f(-x)-f(x))=0
不妨令f(-x)-f(x)=g(x),显然g(x)与f(x)定义域相同,
g(-x)=f(x)-f(-x)=-g(x),故g(x)为奇函数.
g'(x)=-f'(-x)-f'(x)
∵f'(x)+f'(-x)+x(f(-x)-f(x))=0
∴-g'(x)+xg(x)=0
∴g(x)=Ce^(x^2/2),C为任意常数.
考虑到g(x)为奇函数,所以g(0)=0
带入后得到g(0)=C=0 C=0
∴g(x)=0
所以g(x)必须为常值函数.
f(-x)-f(x)=g(x)=0
也就是说f(x)是偶函数
原来的微分方程变为y'+xy=x
解方程得到f(x)=1+Ce^(-0.5x^2)
检验后可以知道,这个解的确是答案要求的通解
由此存在函数y=f(x)满足题意.
f(x)=1+Ce^(-0.5x^2)

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