kaoyan1advanced 高等数学 第55题

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### 第55题

已知 $f(x)$ 是微分方程 $x f^{\prime}(x)-f(x)=\sqrt{2 x-x^{2}}$ 满足初始条件 $f(1)=0$ 的特解,则积分 $\int_{0}^{1} f(x) \mathrm{d} x=$ $\_\_\_\_$ .

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💡 答案解析

**答案**:$\displaystyle \frac{\pi}{4}-\frac{1}{2}$ **解析**: 步骤1:解微分方程$x f'(x)-f(x)=\sqrt{2x-x^2}$,化为$\displaystyle \frac{d}{dx}\left(\frac{f(x)}{x}\right)=\frac{\sqrt{2x-x^2}}{x^2}$。 步骤2:积分得$\displaystyle \frac{f(x)}{x}=\int \frac{\sqrt{2x-x^2}}{x^2}dx$,令$x=1+\sin t$,计算得$\displaystyle \frac{f(x)}{x}=\arcsin(x-1)-\frac{\sqrt{2x-x^2}}{x}+C$。 步骤3:由$f(1)=0$得$\displaystyle C=\frac{\pi}{2}$,故$\displaystyle f(x)=x\arcsin(x-1)-\sqrt{2x-x^2}+\frac{\pi}{2}x$。 步骤4:$\int_0^1 f(x)dx$,计算得$\displaystyle \frac{\pi}{4}-\frac{1}{2}$。 **难度**:★★★★☆

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