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  • 設(shè)f(X)連續(xù)且滿足 f(x)=e^x+sinx- ∫ x 0 (x-t)f(t)dt,并求該函數(shù)f(x)

    設(shè)f(X)連續(xù)且滿足 f(x)=e^x+sinx- ∫ x 0 (x-t)f(t)dt,并求該函數(shù)f(x)
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    數(shù)學(xué)人氣:770 ℃時(shí)間:2019-08-20 19:23:27
    優(yōu)質(zhì)解答
    f(x)=e^x + sinx - ∫[0→x] (x-t)f(t) dt
    =e^x + sinx - x∫[0→x] f(t) dt + ∫[0→x] tf(t) dt
    求導(dǎo)得:
    f '(x)=e^x+cosx-∫[0→x] f(t) dt-xf(x)+xf(x)
    =e^x+cosx-∫[0→x] f(t) dt(1)
    兩邊再求導(dǎo)得:
    f ''(x)=e^x-sinx-f(x)
    得微分方程:f ''(x)+f(x)=e^x-sinx
    將x=0代入原方程得:f(0)=1
    將x=0代入(1)得:f '(0)=2
    下面求解初值問題:

    f ''(x)+f(x)=e^x-sinx
    f(0)=1
    f '(0)=2

    特征方程:λ²+1=0,解得λ=±i
    齊次方程通解為:C1cosx+C2sinx
    構(gòu)造非齊次方程特解為:y*=ae^x+bx*cosx+cx*sinx
    代入微分方程比較系數(shù)得特解為:y*=(1/2)e^x+(1/2)xcosx
    非齊次方程通解為:f(x)=C1cosx+C2sinx+(1/2)e^x+(1/2)xcosx
    將兩個(gè)初始條件代入得:C1=1/2,C2=1

    因此本題結(jié)果為:f(x)=(1/2)cosx+sinx+(1/2)e^x+(1/2)xcosx

    【數(shù)學(xué)之美】團(tuán)隊(duì)為您解答,若有不懂請追問,如果解決問題請點(diǎn)下面的“選為滿意答案”.
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