一道二階非齊次線性微分方程的題目要詳細過程。

2022-12-08 16:20:06 字數 3834 閱讀 1189

1樓:匿名使用者

特徵方程為t^2-1=0, 得t=1, -1所以齊次方程通解為y1=c1e^x+c2e^(-x)設特解為y*=axsinx+bxcosx+csinx+dcosx則y*'=asinx+axcosx+bcosx-bxsinx+ccosx-dsinxy*"=acosx+acosx-axsinx-bsinx-bsinx-bxcosx-csinx-dcosx=2acosx-2bsinx-axsinx-bxcosx-csinx-dcosx代入原方程:(2a-2d)cosx+(-2b+2c)sinx-2axsinx-2bxcosx=xsinx比較係數:-2a=1-2b=02a-2d=0-2b+2c=0解得:

a=-1/2, b=0 c=0, d=-1/2即y*=-1/2xsinx-1/2cosx所以原方程的解為y=y1+y*=c1e^x+c2e^(-x)-1/2xsinx-1/2cosx

高等數學題,二階常係數非齊次線性微分方程,要詳細解答過程!最好發**清楚一點

2樓:王磊

1.非線性微分。

方程通解=線性微分方搜尋程的通解+非線性微分方程的特解2.先求線性微分方程的通解,令方程等號右邊為0即得對應的線性方程,對應特徵方程:(r+1)(r-3)=0

故由相關公式,其通解為:y1=ae^(-x)+be^(3x)3.再求非線性方程的特解,根據相關的型別,r=-1是(r+1)(r-3)=0解,不妨設特解y2=x(cx+d)e^(-x),帶入原方程可解得c=-1/8,d=-1/16

即非線性微分方程的特解:y2=x(-x/8-1/16)e^(-x)4.所求通解y=y1+y2==x(-x/8-1/16)e^(-x)+ae^(-x)+be^(3x),其中a,b為任意常數。

二階常係數非齊次線性微分方程的求解

3樓:是你找到了我

二階常係數非齊次線性微分方程的表示式為y''+py'+qy=f(x),特解。

1、當p^2-4q大於等於0時,r和k都是實數,y*=y1是方程的特解。

2、當p^2-4q小於0時,r=a+ib,k=a-ib(b≠0)是一對共軛復根,y*=1/2(y1+y2)是方程的實函式解。

4樓:晏衍諫曉楓

求微分方程y''+3y'+2y=3xe^(-x)的通解。

解:先求齊次方程。

y''+3y'+2y=0的通解:

其特徵方程。

r²+3r+2=(r+1)(r+2)=0的根r₁=-1,r₂=-2;

故齊次方程的通解為y=c₁e^(-x)+c₂e^(-2x)

設其特解。y*=(ax²+bx)e^(-x)

y*'=2ax+b)e^(-x)-(ax²+bx)e^(-x)=[ax²+(2a-b)x+b]e^(-x)

y*''2ax+2a-b)e^(-x)-[ax²+(2a-b)x+b]e^(-x)

=[ax²-(4a-b)x+2a-2b]e^(-x)

代入原式得:

[ax²-(4a-b)x+2a-2b]e^(-x)+3[-ax²+(2a-b)x+b]e^(-x)+2(ax²+bx)e^(-x)=3xe^(-x)

化簡得(2ax+2a+b)e^(-x)=3xe^(-x)

故2a=3,a=3/2;

2a+b=3+b=0,b=-3.

故y*=[3/2)x²-3x]e^(-x)

於是通解為y=c₁e^(-x)+c₂e^(-2x)+[3/2)x²-3x]e^(-x)

5樓:匿名使用者

1.對於這種型別的二階非齊次微分方程,求解的方法:

(1)先求出對應的齊次微分方程的通解:y

(2)再求出該方程的乙個特解:y1

則方程的通解為:y+y1

2.方程特解的求法:

形如y''+py'+qy=acosωx+bsinωx 的方程,有如下形式的特解:y1=x^k(acosωx+bsinωx)

其中 a、b為待定係數,k的取值方法如下:

(1)當±iω不是方程y''+py'+qy=acosωx+bsinωx對應的齊次方程的特徵根時,k=0

(2)當±iω是方程y''+py'+qy=acosωx+bsinωx對應的齊次方程的特徵根時,k=1

6樓:香劍魏念之

令原方程的通解。

為y=ue^,代入化簡可得:u''-u'=x(u'-x+1)'-u'-x+1)=0積分得:u'-x+1=ae^積分化簡可得:

u=(1/2)x^2-x+ae^+b從而得原方程的通解為:y=[(1/2)x^2-x+b]e^+ae^

7樓:

e^ix=cosx+isinx

查一下尤拉公式。

就是利用複數,三角函式的特點總結出來的規律,來求解。

8樓:王飛和

圖中求積分的過程,你可以先利用無窮級數求積分的方法去求。

這個二階非齊次線性微分方程咋解?給個詳細點的過程

9樓:匿名使用者

套公式1.先求齊次的通解。

y''-2y'+5y=e^x sin2x

特徵方程。r²-2r+5=0

r=1±2i

y=e^x(c1cos2x+c2sin2x)

2.非齊次的特解。

y''-2y'+5y=e^x sin2x

特徵根r=1±2i

λ=1,pl(x)=0,pn(x)=1,ω=2

λ+ωi=1+2i

所以k=1y*=xe^x(acos2x+bsin2x)=axe^xcos2x+bxe^xsin2x

y*'=a(e^x+xe^x)cos2x-2axe^xsin2x+b(e^x+xe^x)sin2x+2bxe^xcos2x

=(ae^x+axe^x+2bxe^x)cos2x+(-2axe^x+be^x+bxe^x)sin2x

y*''ae^x+ae^x+axe^x+2be^x+2bxe^x)cos2x-2(ae^x+axe^x+2bxe^x)sin2x+(-2ae^x-2axe^x+be^x+be^x+bxe^x)sin2x+2(-2axe^x+be^x+bxe^x)cos2x

=(2ae^x+axe^x+2be^x+2bxe^x-4axe^x+2be^x+2bxe^x)cos2x+(-2ae^x-2axe^x-4bxe^x-2ae^x-2axe^x+2be^x+bxe^x)sin2x

=(2ae^x-3axe^x+4be^x+4bxe^x)cos2x+(-4ae^x-4axe^x-3bxe^x+2be^x)sin2x

y*''2y'+5y

=(2ae^x-3axe^x+4be^x+4bxe^x-2ae^x-2axe^x-4bxe^x+5axe^x)cos2x+(-4ae^x-4axe^x-3bxe^x+2be^x+4axe^x-2be^x-2bxe^x+5bxe^x)sin2x

=4be^xcos2x-4ae^xsin2x

=e^xsin2x

得b=0,a=-1/4

所以y*=(1/4)xe^xcos2x

綜上,y=y+y*=e^x(c1cos2x+c2sin2x)+(1/4)xe^xcos2x

求一道二階常係數非齊次線性微分方程的解

10樓:

由題意,y1-y3=e^(2x),y2-y3=e^(3x)是對應的二階常係數齊次線性方程的特解,且線性無關,所以2與3是特徵方程的根,特徵方程是(r-2)(r-3)=0,即r²-5r+6=0,齊次線性方程是y''-5y'+6y=0。

把y3代入y''-5y'+6y得2e^x。

所以所求非齊次線性方程是y''-5y'+6y=2e^x,通解是y=y3+c1(y1-y3)+c2(y2-y3)=e^x+c1e^(2x)+c2e^(3x)。

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