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  • 已知齊次線性微分方程的通解,求對(duì)應(yīng)的非齊次線性微分方程的通解怎么求

    已知齊次線性微分方程的通解,求對(duì)應(yīng)的非齊次線性微分方程的通解怎么求
    數(shù)學(xué)人氣:191 ℃時(shí)間:2020-03-30 21:45:34
    優(yōu)質(zhì)解答
    第一類型非齊次方程特解的待定系數(shù)解法: 
    現(xiàn)在,考慮()()xmfxpxe時(shí),非齊次方程(1)的特解的求法. 
    先從最簡(jiǎn)單的二階方程 
    xypyqye                                   (6) 
    開始. 
    因?yàn)閤e經(jīng)過求任意階導(dǎo)數(shù)再與常數(shù)線性組合后,仍是原類型函數(shù),所以,自然猜想到(6)有形如 
    xyAe                                           (7) 
    的特解,其中A為待定常數(shù).將(7)代入(6)得到 
    
    2xxApqee 

    則 
    2
    1
    Apq
    
                                           (8) 這樣,當(dāng)不是特征方程 
    20pq                                        (9) 
    的根時(shí),則用(8)所確定的A代入(7)便得到(6)的特解. 
    當(dāng)是(9)的單根時(shí),即20pq,這時(shí)(8)無法確定A.此時(shí),可設(shè)特解為 
    xyAxe                                           (10) 
    并將它作為形式解代入(6)式,得 
    
    22xxxApqxeApee 
    因是當(dāng)特征根,故可解出 
    
    1
    112Ap
     
    這時(shí)(6)便有形如(10)的特解,其中A由(11)確定. 
       如果是(9)的重根,則2
    p
    ,這時(shí)(10)的形式已不可用.此時(shí),可
    設(shè)特解為 
    2xyAxe 
    將它作為形式解,代入6得到 
    22222xxxxApqxeApxeAee 
    由于是二重根,故上式左端前兩個(gè)括號(hào)內(nèi)的數(shù)為零,由此得到 
    12
    A 
    綜上所述,可以得到如下結(jié)論:  
     設(shè)()()mpx是m次實(shí)或復(fù)系數(shù)的多項(xiàng)式. 
    第一類型非齊次方程特解的待定系數(shù)解法: 
    現(xiàn)在,考慮()()xmfxpxe時(shí),非齊次方程(1)的特解的求法. 
    先從最簡(jiǎn)單的二階方程 
    xypyqye                                   (6) 
    開始. 
    因?yàn)閤e經(jīng)過求任意階導(dǎo)數(shù)再與常數(shù)線性組合后,仍是原類型函數(shù),所以,自然猜想到(6)有形如 
    xyAe                                           (7) 
    的特解,其中A為待定常數(shù).將(7)代入(6)得到 
    
    2xxApqee 

    則 
    2
    1
    Apq
    
                                           (8) 這樣,當(dāng)不是特征方程 
    20pq                                        (9) 
    的根時(shí),則用(8)所確定的A代入(7)便得到(6)的特解. 
    當(dāng)是(9)的單根時(shí),即20pq,這時(shí)(8)無法確定A.此時(shí),可設(shè)特解為 
    xyAxe                                           (10) 
    并將它作為形式解代入(6)式,得 
    
    22xxxApqxeApee 
    因是當(dāng)特征根,故可解出 
    
    1
    112Ap
     
    這時(shí)(6)便有形如(10)的特解,其中A由(11)確定. 
       如果是(9)的重根,則2
    p
    ,這時(shí)(10)的形式已不可用.此時(shí),可
    設(shè)特解為 
    2xyAxe 
    將它作為形式解,代入6得到 
    22222xxxxApqxeApxeAee 
    由于是二重根,故上式左端前兩個(gè)括號(hào)內(nèi)的數(shù)為零,由此得到 
    12
    A 
    綜上所述,可以得到如下結(jié)論:  
     設(shè)()()mpx是m次實(shí)或復(fù)系數(shù)的多項(xiàng)式. 
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