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  • 一道簡單的微分方程題

    一道簡單的微分方程題
    設(shè)邊值問題,y"+ay=0,y(0)=y(1)=0,討論λ取值,使方程有非零解.
    數(shù)學(xué)人氣:870 ℃時(shí)間:2020-05-14 06:22:22
    優(yōu)質(zhì)解答
    (這里的a就是λ吧)
    考慮y"+ay=0的特征方程t^2+a=0,有三種情況:
    (1)a0,此時(shí)特征方程有兩個(gè)虛根±i√a,所以微分方程的通解為y=c1*sin(x√a)+c2*cos(x√a),c1,c2為任意常數(shù).由邊值條件y(0)=0知c2=0;由y(1)=0知c1*sin(√a)+c2*cos(√a)=0.有兩種情況:
    (i)sin(√a)≠0,則可解得c1=c2=0,所以此時(shí)邊值問題只有零解;
    (ii)sin(√a)=0,則解為c2=0,c1為任意常數(shù).所以此時(shí)邊值問題的解為y=c1*sin(x√a),c1為任意常數(shù).
    綜上所述,原邊值問題有非零解當(dāng)且僅當(dāng)a>0且sin(√a)=0,即a=(kπ)^2,k為整數(shù),k≠0.
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