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1 # 半夏半心南巷花開
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2 # 使用者8616219450500
y""+3y"+2y=3e^(-2x)
(1)先求齊次方程的通解
特徵方程
r2+3r+2=0
(r+2)(r+1)=0
得r=-1或r=-2
所以齊次通解Y=C1e^(-x)+C2e^(-2x)
(2)再求非齊次的特解
根據已知λ=-2是特徵方程的單根,所以k=1
設y*=xae^(-2x)
y*"=ae^(-2x)-2xae^(-2x)
y*""=-2ae^(-2x)-2ae^(-2x)+4xae^(-2x)
代入原方程得
-2ae^(-2x)-2ae^(-2x)+4xae^(-2x)+3[ae^(-2x)-2xae^(-2x)]+2xae^(-2x)=3e^(-2x)
-ae^(-2x)=3e^(-2x)
得a=-3
所以y*=-3xe^(-2x)
綜上,該非齊次的通解為
y=Y+y*=C1e^(-x)+C2e^(-2x)-3xe^(-2x)
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3 # 王萌萌0207
一般式是這樣的ay""+by"+cy=f(x)
第一步:求特徵根
令ar²+br+c=0,解得r1和r2兩個值,(這裡可以是複數,例如(βi)²=-β²)
第二步:通解
1、若r1≠r2,則y=C1*e^(r1*x)+C2*e^(r2*x)
2、若r1=r2,則y=(C1+C2x)*e^(r1*x)
3、若r1,2=α±βi,則y=e^(αx)*(C1cosβx+C2sinβx)
第三步:特解
f(x)的形式是e^(λx)*P(x)型,(注:P(x)是關於x的多項式,且λ經常為0)
則y*=x^k*Q(x)*e^(λx) (注:Q(x)是和P(x)同樣形式的多項式,例如P(x)是x²+2x,則設Q(x)為ax²+bx+c,abc都是待定係數)
1、若λ不是特徵根 k=0 y*=Q(x)*e^(λx)
2、若λ是單根 k=1 y*=x*Q(x)*e^(λx)
3、若λ是二重根 k=2 y*=x²*Q(x)*e^(λx)(注:二重根就是上面解出r1=r2=λ)
f(x)的形式是e^(λx)*P(x)cosβx或e^(λx)*P(x)sinβx
1、若α+βi不是特徵根,y*=e^λx*Q(x)(Acosβx+Bsinβx)
2、若α+βi是特徵根,y*=e^λx*x*Q(x)(Acosβx+Bsinβx)(注:AB都是待定係數)
第四步:解特解係數
把特解的y*"",y*",y*都解出來帶回原方程,對照係數解出待定係數。
最後結果就是y=通解+特解。
通解的係數C1,C2是任意常數。
回覆列表
對應的齊次方程為
y"+y=0
特徵方程r2+1=0
r=±i
λ=0,不是特徵根,k=0
原方程的特解形式可設為y*=ax2+bx+c
y*"=2ax+b
y*"=2a
y*"+y*=ax2+bx+2a+c=x2
a=1,b=0,2a+c=0
解得c=-2
所以特解y*=x2-2