3.设y=y(x)可微,且y(x)=∫₀ˣy(t)dt+eˣ,试求y(x)
时间: 2023-11-27 19:02:33 浏览: 83
这是一个数学问题,不是IT类问题,但我可以帮您回答。根据题目,我们可以对y(x)求导,得到:
y'(x) = y(x) + e^x
这是一个一阶非齐次线性微分方程,可以使用常数变易法求解。令y(x) = C(x) * e^x,代入原方程得:
C'(x) = 1
解得C(x) = x + K,其中K为常数。因此,
y(x) = (x + K) * e^x
再根据初始条件y(0) = 0,得到:
K = -1
因此,
y(x) = (x - 1) * e^x
相关问题
解题步骤详细将下列函数展开为x的幂级数,并指出其收敛半径 (1)∫ˣ₀dt/(1+t⁴) (2)ln(x+√(1+x²)) (3)arcsin× (4)x³e⁻ˣ
好的,我会尽力回答你的问题。
首先,我们将逐个展开这些函数为幂级数,并找出它们的收敛半径。
(1)要将函数f(x) = ∫ˣ₀dt/(1+t⁴)展开为幂级数,我们可以使用泰勒级数公式:
f(x) = Σ[n=0→∞](f⁽ⁿ⁾(0) / n!)xⁿ
其中f⁽ⁿ⁾表示f的n阶导数。
首先,我们需要求出f的导数:
f'(x) = 1 / (1+x⁴)
f''(x) = -4x³ / (1+x⁴)²
f'''(x) = [12x⁶ - 16x²] / (1+x⁴)³
f⁽⁴⁾(x) = [-56x⁹ + 48x⁵] / (1+x⁴)⁴
通过观察,我们可以发现,f⁽ⁿ⁾(0)在n为奇数时为0,n为偶数时为(-1)⁽ⁿ/2⁾(n-1)!!,其中!!表示双阶乘。
因此,我们可以得到:
f(0) = 0
f'(0) = 1
f''(0) = 0
f'''(0) = 0
f⁽⁴⁾(0) = -24
将这些导数代入泰勒级数公式,我们可以得到:
f(x) = x - 24x⁴ + 640x⁸ - ...
由于分母中最高次项为x⁴,因此我们可以得到收敛半径为1。
(2)要将函数f(x) = ln(x+√(1+x²))展开为幂级数,我们可以先将它化简为:
f(x) = ln(x+√(1+x²)) = Σ[n=0→∞](-1)ⁿ(2n-1)!! / (2n)!! x⁽²n+1⁾ / (2n+1)
其中!!表示双阶乘。
证明略。
由于分母中最高次项为2n+1,因此我们可以得到收敛半径为1。
(3)要将函数f(x) = arcsin(x)展开为幂级数,我们可以使用反正弦函数的幂级数展开公式:
arcsin(x) = Σ[n=0→∞]((2n)! / 4ⁿ(n!)²) x^(2n+1) / (2n+1)
证明略。
由于分母中最高次项为2n+1,因此我们可以得到收敛半径为1。
(4)要将函数f(x) = x³e⁻ˣ展开为幂级数,我们可以使用指数函数和幂级数的乘积公式:
e⁻ˣ = Σ[n=0→∞](-1)ⁿxⁿ / n!
x³e⁻ˣ = Σ[n=0→∞](-1)ⁿx⁽ⁿ+3⁾ / n!
证明略。
由于分母中最高次项为n,因此我们可以得到收敛半径为∞。
设函数 f(x)= xeᵃ⁻ˣ+bx,曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为切线方程为y=(e-1)x+4 (1)求ab的值 (2)求f(x)的单区间.
好的,请稍等,我来为您解答。
首先,由题意可知,切线方程为 $y=(e-1)x+4$,那么在点 $(2,f(2))$ 处的斜率就是 $e-1$,即 $f'(2)=e-1$。
又因为 $f(x)=xe^{a-x}+bx$,所以 $f'(x)=e^{a-x}-xe^{a-x}+b$,将 $x=2$ 代入可得:
$$f'(2)=e^{a-2}-2e^{a-2}+b=e-1$$
将上式两边同时加上 $2e^{a-2}-b$,可得:
$$e^{a-2}+b=e+1$$
又因为 $f(2)=2e^{a-2}+2b$,将 $f(2)$ 和上式代入可得:
$$2e^{a-2}+2b=4e-6$$
将 $e^{a-2}+b=e+1$ 代入上式,可得:
$$2(e+1)=4e-6$$
解得 $e=4$,代入 $e^{a-2}+b=e+1$ 中,可得 $a=2$,$b=-3$。
因此,$ab=-6$。
接下来,求 $f(x)$ 的单调区间。
首先,$f'(x)=e^{2-x}-xe^{2-x}-3$,令 $f'(x)=0$,可得:
$$x=2-\ln3$$
当 $x<2-\ln3$ 时,$f'(x)<0$,$f(x)$ 严格单调递增;
当 $x>2-\ln3$ 时,$f'(x)>0$,$f(x)$ 严格单调递减。
因此,$f(x)$ 的单调区间为 $\left(-\infty,2-\ln3\right]$ 和 $\left[2-\ln3,\infty\right)$。
综上所述,$ab=-6$,$f(x)$ 的单调区间为 $\left(-\infty,2-\ln3\right]$ 和 $\left[2-\ln3,\infty\right)$。
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