基本微分公式 判断可微分的公式


网友与老黄的数学探秘之旅

有位网友对老黄说,希望他能帮忙解答一道T8联考的高等数学难题。老黄深知自己已有知识储备能够应对此题,但他却发现了一道非比寻常的解法。该解法涉及到了一些尚未深入研究、未接触过的领域,包括那些平日只在江湖传说中闻到的技术。这一技术重点就在于那尚未为老黄所攻破的一道微分方程。

老黄有个独特的个性,那就是无论问题有多难,他总想尝试去解决。这是他作为“”却能掌握高深知识的秘诀。尽管在微分方程的领域毫无基础,老黄还是决定尝试推导一个复杂的微分方程公式,展示给众人看,如何以的姿态去探究数学问题。

在整理完网友的问题全貌后,老黄准备将这个问题分享给大家。问题的大致内容是:已知函数f(x)及其导函数f’(x)的定义域均为实数集R。

第一部分问题:

若f’(x)减去f(x)等于x,求f(x)。答案为:f(x)=Ce^x-x-1,其中C为常数。

在微分方程的领域中,老黄了解到,Ce^x被称为特解,而f(x)=Ce^x-x-1则是通解。虽然老黄一直想深入学习微分方程,但生活的压力让他无法将此作为主要研究方向。如果老黄有说错的地方,还请各位大侠指正。毕竟老黄即使梦中也未曾见过这方面的内容,出现错误也是情理之中的事。

第二部分问题:

若f’(x)减去f(x)等于一个n次n+1项式∑(i=0->n)aix^i,其推导则更为复杂。老黄从一些特殊情况开始着手,逐步探索规律。

特殊情况示例:

当i=0时, f(x)=Ce^x-a0;

在探索过程中,老黄发现了一个规律:除了第一项是Ce^x外,其余项构成了一个x的n次n+1项式。这个式子的系数有着特定的排列规律。尽管寻找这个规律的过程十分烧脑,但老黄还是耐心地找到了它。

后续推导(以i=n为例):

当i=n时, f(x)=Ce^x-∑(i=0->n)(∑(j=i->n)j!aj/i!)x^i。

尽管看到这样的公式可能会让人感到头晕,但老黄已经习惯了这种“晕乎乎”的感觉。利用这样的公式解题确实颇为费脑,但这也是数学探究的乐趣所在。

例题解析:

题目:若y’-y=3x^3-x^2+2,求y。

答案:y的解为Ce^x-∑(i=0->3)(∑(j=i->3)j!aj/i!)x^i,并通过一系列计算验证了解的正确性。