设所求曲线为 $y=f(x)$。由导数的几何意义,曲线在点 $(x,y)$ 处的切线斜率就是 $\dfrac{dy}{dx}$。
题意给出切线斜率等于 $2x$,所以未知函数 $y$ 应满足 $\dfrac{dy}{dx}=2x$。又因为曲线过点 $(1,2)$,所以还满足初始条件 $y\big|_{x=1}=2$。
对 $\dfrac{dy}{dx}=2x$ 两边积分,得 $y=x^2+C$。将 $x=1,y=2$ 代入,得 $2=1+C$,所以 $C=1$。
把 $v$ 看作关于 $t$ 的未知函数,即 $v=v(t)$。
方程中出现了未知函数的导数 $\dfrac{dv}{dt}$,因此它是微分方程。
最高阶导数为一阶导数。
把 $x$ 看作关于 $t$ 的未知函数,即 $x=x(t)$。
方程中出现 $\dfrac{d^4x}{dt^4}$ 与 $\dfrac{d^2x}{dt^2}$,含有未知函数的导数,所以是微分方程。
最高阶导数为 $\dfrac{d^4x}{dt^4}$。
将微分形式改写成导数形式:$\dfrac{dy}{dx}=\dfrac{y}{x+y^2}$。
方程中含有未知函数 $y$ 的一阶导数 $\dfrac{dy}{dx}$。
没有出现更高阶导数。
该式只含有 $x$ 和 $y$,没有出现 $y'$、$\dfrac{dy}{dx}$ 或 $dy$。
微分方程必须含有未知函数的导数或微分。
式中出现未知函数的一阶导数 $\dfrac{dy}{dx}$。
虽然导数被平方和立方,但判断阶数只看导数本身的最高阶。
方程中含有未知函数 $y$ 的一阶导数 $y'$。
没有出现 $y''$ 或更高阶导数。
对 $y=Cx^2$ 求导,得 $y'=2Cx$。
代入方程左端:$xy'=x\cdot2Cx=2Cx^2$;右端:$2y=2Cx^2$,左右恒等,因此 $y=Cx^2$ 是解。
该方程是一阶方程,$y=Cx^2$ 含一个任意常数 $C$,所以它是通解。
当 $C=1$ 时得到 $y=x^2$,因此 $y=x^2$ 是通解中的一个具体解。
若 $y=\sin x$,则 $y''= -\sin x=-y$,所以它是解。
若 $y=3\sin x-4\cos x$,则 $y''=-3\sin x+4\cos x=-(3\sin x-4\cos x)=-y$,所以它也是解。
方程 $y''=-y$ 是二阶方程,通解应含两个任意常数;这两个函数都不含任意常数。
对 $y=e^x$ 求导,得 $y'=e^x$,而 $2y=2e^x$,二者不恒等,所以 $y=e^x$ 不是解。
对 $y=Ce^{2x}$ 求导,得 $y'=2Ce^{2x}$,而 $2y=2Ce^{2x}$,左右恒等,所以 $y=Ce^{2x}$ 是解。
该方程是一阶方程,$y=Ce^{2x}$ 含一个任意常数。
求导得 $y'=-C_2e^{-x}+x-1$。
再求导得 $y''=C_2e^{-x}+1$。
相加得 $y''+y'=C_2e^{-x}+1-C_2e^{-x}+x-1=x$,所以该函数族满足原方程。
原方程为二阶方程,解中含两个相互独立的任意常数 $C_1,C_2$。
由 $y(0)=C_1=2$,得 $C_1=2$。
求导:$y'=-C_1\sin x+C_2\cos x$。
由 $y'(0)=C_2=-1$,得 $C_2=-1$。
切线斜率等于导数,由题意得 $y'=x^2$。
曲线通过原点,故初始条件为 $y(0)=0$。
积分得 $y=\dfrac{x^3}{3}+C$。
代入 $x=0,y=0$,得 $C=0$。