设非齐次线性微分方程y'+P(x)y=Q(x)有两个不同的解y1(x),y2(x),C为任意常数,则该方程的通解是( ).
A.C[y1(x)-y2(x)]
B.y1(x)+C[y1(x)-y2(x)]
C.C[y1(x)+y2(x)]
D.y1(x)+C[y1(x)+y2(x)]
B解法一:y1(x),y2(x)是微分方程的解,则必有
y'1(x)-P(x)y1(x)=Q(x)
y'2(x)-P(x)y2(x)=Q(x)
选项(A)中,y=C[y1(x)-y2(x)],则y'=C[y'1(x)-y'2(x)],代入微分方程,有
C[y'1(x)-y'2(x)]+CP(x)[y1(x)-y2(x)]
=[Cy'1(x)+CP(x)y1(x)]一[Cy'2(x)+CP(x)y2(x)]=0≠Q(x)
所以不是微分方程的通解。
同理可判断,(C),(D)均不是微分方程的通解.只有(B)满足微分方程,并且是其通解.
解法二:y1(x),y2(x)为y'+P(x)y=Q(x)两个不同的解,则易知y1(x)-y2(x)为对应的齐次方程y'+P(x)y=0的非零解,从而C[y1(x)-y2(x)]为齐次方程的通解.根据微分方程通解的结构定理,可知y1(x)+C[y1(x)-y2(x)]为原微分方程的通解.