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4.1 一定要注意的几个知识点

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4.1 一定要注意的几个知识点

总目录 · 笔记整理索引 · 本章索引 · 下一节:4.2 一阶微分方程


4.1.1 绝大多数情况下不需要考虑分母为 0




4.1.2 积分出现 ln 时,什么情况下可以不加绝对值?


1. 可分离变量型微分方程中的绝对值处理



2. 一阶线性微分方程使用公式法时的绝对值处理





💡 【WRITTEN】 例 7.66(2020 数一真题)|级数求和函数转化一阶线性微分方程

设数列 {an}\{a_n\} 满足 a1=1,(n+1)an+1=(n+12)ana_1=1, (n+1)a_{n+1} = \left(n+\dfrac{1}{2}\right)a_n。证明:当 x<1|x|<1 时,幂级数

n=1anxn\sum_{n=1}^{\infty}a_nx^n

收敛,并求其和函数。



💡 【WRITTEN】 例 2.73(李林 880,跨章联动)|微分方程思想在微分中值定理构造辅助函数中的应用

f(x)f(x)[a,b][a,b] 上连续,在 (a,b)(a,b) 内可导,0<a<b0<a<b,且 f(a)=0f(a)=0。证明:至少存在一点 ξ(a,b)\xi\in(a,b),使得

af(ξ)+(ξb)f(ξ)=0.af(\xi) + (\xi-b)f'(\xi) = 0.

4.1.3 微分方程中需要声明 C 为任意常数吗?


💡 【WRITTEN】 例 4.44(2020 数二真题,涉及可降阶微分方程,数三不要求)|常数受约束的典型特例

设函数 f(x)f(x) 可导,且 f(x)>0f'(x)>0。曲线 y=f(x)y=f(x)x0x\ge0)经过坐标原点 OO,其上任意一点 MM 处的切线与 xx 轴交于 TT,又 MPMP 垂直 xx 轴于点 PP。已知由曲线 y=f(x)y=f(x)、直线 MPMP 以及 xx 轴所围图形的面积与 MTP\triangle MTP 的面积之比为 3:23:2,求满足上述条件的曲线方程。


4.1.4 微分方程的解的形式


💡 【BLANK】 例 4.7(2024 数一/数二真题第 14 题)|无法显化时的隐函数解

微分方程

y=1(x+y)2y' = \frac{1}{(x+y)^2}

满足条件 y(1)=0y(1)=0 的解为 ______。


💡 【BLANK】 例 4.8(2025 数一真题第 15 题)|二次曲线隐函数形式解

微分方程

(2y3x)dx+(2x5y)dy=0(2y - 3x)\,\mathrm{d}x + (2x - 5y)\,\mathrm{d}y = 0

满足条件 y(1)=1y(1)=1 的解为 ______。



易错点

  1. 分离变量忽略特解是否落在分母为 0 处:在常规求通解时无需讨论分母为 0;但在初值问题中,若常规通解无法满足初值条件,必须检查分母为 0 的常数解分支(如例 4.2)。
  2. 公式法中绝对值乱加或漏加
    • 偶数分母(如 12lnx\frac{1}{2}\ln|x|)开平方根时,必须严格保留根号下的绝对值(例 4.6);
    • 对数真数在已知定义域内恒负时(如 x<1|x|<1x1<0x-1<0),必须加绝对值变形为 ln(1x)\ln(1-x)(例 4.6.1);
    • 普通无根号情形下正负号可被任意常数 CC 吸收,无需画蛇添足。
  3. 主观臆断常数任意性:当题设实际背景对解有正负或单调性约束时(如 f(x)>0    C>0f'(x)>0 \implies C>0),千万不能盲目在答案后添加“CC 为任意常数”,直接写出方程或注明 C>0C>0
  4. 强行显化解导致计算变形错误:微分方程解不要求必须写成 y=f(x)y=f(x),隐函数形式只要不含导数项完全合法(如 2024、2025 年真题标准答案均给出隐函数)。

我的总结

复习微分方程首先要树立正确的“解的形式观”:

  1. 抓主干:考研大纲要求的是“求通解”,分离变量求通解时绝大多数情况不需要讨论分母是否为 0;
  2. 抠细节ln\ln 加不加绝对值看两点——是否需要开偶次方根、对数内部在给定区间是否恒负;
  3. 稳表达:常数 CC 不必机械性声明“任意常数”,隐函数解无需冒着算错的风险强行解出 yy

参考资料

  • 考研数学历年真题(2020 数一、2020 数二、2024 数一/数二、2025 数一)
  • 教育部考试院《全国硕士研究生招生考试数学考试分析》(关于常数 CC 规范及隐函数答案形式的官方评卷标准)
  • 张宇《考研数学基础三十讲》例 4.1,李林《880题》例 2.73
  • 本人考研复习笔记,关于可降阶方程奇异特解与积分因子绝对值判据的总结

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