2004年4月浙江省高等教育自學考試常微分方程試題

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一、填空題(每空2分,共30分)
    1.含有自變量、未知函數(shù)及它的導數(shù)(或微分)的方程,稱為________________方程。
    2.已知y=C1sinx+C2cosx是方程y″+y=0的通解,則滿足初始條件y(0)=2,y′(0)=3的特解為y=________________.
    3.方程( )4+y3+?=x5的階數(shù)為________________.
    4.方程 =p(x)y+Q(x)為齊線性方程。則Q(x)________________.
    5.M(x,y),N(x,y)為x、y的連續(xù)函數(shù)且有連續(xù)的一階偏導數(shù)。方程M(x,y)dx+N(x,y)dy=0為恰當方程的充要條件是________________.
    6. 函數(shù)f(x,y)在R:|x-x0|≤a,|y-y0|≤b上連續(xù),且在R上關(guān)于y滿足利普希茨條件,則方程 =f(x,y)存在解y= (x),定義于區(qū)間|x-x0|≤h上,連續(xù)且滿足初始條件φ(x0)=y0,這里h=min(a, ),M=________________.
    7.方程 =x+y過點(0,1)的第二次近似解為y2=________________.
    8.設x1(t),x2(t)是非齊線性方程+a1 +a2x=f(t)的兩個線性無關(guān)解,則齊線性方程+a1 +a2x=0的一個非零解為________________.
    9.常系數(shù)齊線性方程y″+2y′+y=0的通解為________________.
    10.微分方程x″=2x′的通解為________________.
    11.線性非齊方程的初值問題+3x″+2x=f(t)x(1)=2,?x′(1)=3,?x″(1)=4可化為如下線性微分方程組的初值問題。
    12.A是2×2常數(shù)矩陣,有特征值-1,其對應特征向量為 ,則線性方程組X′=AX有一解為________________.
    13.A是一個n×n常數(shù)矩陣,則矩陣指數(shù)expA=________________.
    14.方程組 的零奇點類型是________________.
    15.對非線性方程?零解的穩(wěn)定性態(tài),判定為________________.
    二、計算題(每小題8分,共56分)
    16.求解方程 .
    17.求解方程 .
    18.求解方程x″+x′-2x=8sin2t.
    19.用冪級數(shù)求解方程x″-tx′-x=0, x(0)=0, x′(0)=1.
    20.已知Φ(t)= 是方程X′= X的基解矩陣,求初值問題X′= X+ ,X(0)= 的解?(t)。
    21.如果矩陣A= ,試求expAt.
    22.利用V(x,y)=ax2+by2確定方程組,零解的穩(wěn)定性。
    三、證明題(每小題7分,共14分)
    23.給定方程 ,證當x0=1,y0=0時 =|x|.
    24.設A(t), f (t)分別是區(qū)間a≤t≤b上,連續(xù)的n×n矩陣和n維列向量,證明方程組?X′=A(t)x+f (t),存在n+1個線性無關(guān)的解。