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微分方程问题,急!!

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楼主
a86878 发表于 08-9-12 22:57:40 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
设F(x)=f(x)g(x),其中函数f(x),g(x)在(-∞,+∞)内满足以下条件:
f`(x)=g(x),g`(x)=f(x)且f(0)=0,f(x)+g(x)=x+1,
则F(x)的表达式————

此题是09永乐经济类660的530题,书上是这样解的:
由于 F`(x)=f`(x)g(x)+f(x)g`(x)
          =g2(x)+f2(x)=[f(x)+g(x)]2-2f(x)g(x)
          =(x+1)2-2F(x),
故函数满足F`(x)+2F(x)=(x+1)2



而我的解法:由于f(x)+g(x)=x+1,则有[f(x)+g(x)]2=(x+1)2,展开即:
g2(x)+f2(x)+2f(x)g(x)= (x+1)2,又F(x)=f(x)g(x),则g2(x)+f2(x)+2F(x)= (x+1)2
两边同时对x求导:2g(x)g`(x)+2f(x)f`(x)+2F`(x)=2(x+1), 又f`(x)=g(x),g`(x)=f(x)
则:4F(x)+2F`(x)=2(x+1),即   F`(x)+2F(x)=x+1


我的解法不知问题出在那里,请高手帮忙,小弟谢了先
沙发
 楼主| a86878 发表于 08-9-12 23:02:18 | 只看该作者
不好意思了大家,上面的2大部分明明是上标的,不知贴上去后就没有上标的效果了。
板凳
 楼主| a86878 发表于 08-9-12 23:08:30 | 只看该作者
大家看这个吧,(不好意思)

设F(x)=f(x)g(x),其中函数f(x),g(x)在(-∞,+∞)内满足以下条件:
f`(x)=g(x),g`(x)=f(x)且f(0)=0,f(x)+g(x)=x+1,
则F(x)的表达式————

此题是09永乐经济类660的530题,书上是这样解的:
由于 F`(x)=f`(x)g(x)+f(x)g`(x)
          =g(x)g(x)+f(x)f(x)=[f(x)+g(x)][f(x)+g(x)]-2f(x)g(x)
          =(x+1)(x+1)-2F(x),
故函数满足F`(x)+2F(x)=(x+1)(x+1)


而我的解法:由于f(x)+g(x)=x+1,则有[f(x)+g(x)][f(x)+g(x)]= (x+1)(x+1)
,展开即:
g(x)g(x)+f(x)f(x)+2f(x)g(x)=(x+1)(x+1)又F(x)=f(x)g(x),则g(x)g(x)+f(x)f(x)+2F(x)= (x+1)(x+1)
两边同时对x求导:2g(x)g`(x)+2f(x)f`(x)+2F`(x)=2(x+1), 又f`(x)=g(x),g`(x)=f(x)
则:4F(x)+2F`(x)=2(x+1),即   F`(x)+2F(x)=x+1


我的解法不知问题出在那里,请高手帮忙,小弟谢了先
地板
amair 发表于 08-9-12 23:49:45 | 只看该作者
这个题本身好像就有问题。
(1)  g(x)=f\'(x)且f(x)+g(x)=x+1,所以f\'(x)+f(x)=x+1;
(2)  f(x)+g(x)=x+1,两边求导得f\'(x)+g\'(x)=1,而已知g\'(x)=f(x),所以f\'(x)+f(x)=1;
由(1)和(2)得到的两个方程应该矛盾。
5#
amair 发表于 08-9-13 00:09:34 | 只看该作者
题目本身好像真有问题:

f\'(x)=g(x), g\'(x)=f(x)推出f\"(x)-f(x)=0,推出f(x)=c1*exp(x)+c2*exp(-x),又f(0)=0,代入推出c1+c2=0
即f(x)=c*exp(x)-c*exp(-x)。

又f\'(x)=g(x)推出g(x)=c*exp(x)+c*exp(-x).

所以f(x)+g(x)=2c*exp(x),与f(x)+g(x)=x+1矛盾。

所以就是说 条件f\'(x)=g(x), g\'(x)=f(x),f(0)=0 与条件  f(x)+g(x)=x+1 矛盾。
6#
savion 发表于 08-9-13 10:37:22 | 只看该作者
原帖由 amair 于 2008-9-13 00:09 发表
题目本身好像真有问题:

f\'(x)=g(x), g\'(x)=f(x)推出f\"(x)-f(x)=0,推出f(x)=c1*exp(x)+c2*exp(-x),又f(0)=0,代入推出c1+c2=0
即f(x)=c*exp(x)-c*exp(-x)。

又f\'(x)=g(x)推出g(x)=c*exp(x)+c*exp(-x).
...

不对,你的方法有问题,f(x),g(x)在定义域有一阶导数,不等于它在定义域就有二阶导数,完全存在不可导的二阶导数的点
7#
savion 发表于 08-9-13 10:54:59 | 只看该作者

回复 #3 a86878 的帖子

楼主请看:g(x)g(x)+f(x)f(x)=F`(x),对不???你对g(x)g(x)+f(x)f(x)求导实际上是默认了它在定义域上有二阶导数,这是不正确的,一阶导数在定义域的存在不能表明二阶导数在定义域的存在,因为F`(x)完全有可能存在二阶不可导的点。正确做法是,你把等式两边平方之后g(x)g(x)+f(x)f(x)=F`(x) ,g(x)g(x)+f(x)f(x)+2f(x)g(x)==F`(x)+2F(x)=(x+1)(x+1)
8#
amair 发表于 08-9-13 11:41:35 | 只看该作者

回复 #6 savion 的帖子

f\'(x)=g(x), g\'(x)=f(x),应该能推出g\'(x)=f\"(x)=f(x)
9#
哼哼哈哈 发表于 08-9-13 12:09:56 | 只看该作者
晕,楼主好好看一下,你的答案和正确答案是一回事,你的答案是正确答案的关系式再求导而已,因为F(X)的二阶导等于4F(X),带出来完全一样
你好好看下
10#
 楼主| a86878 发表于 08-9-13 12:22:05 | 只看该作者
6楼正解,谢啦
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