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  • 求微分方程y″+y′-2y=xex+sin2x的通解.

    求微分方程y″+y′-2y=xex+sin2x的通解.
    數(shù)學(xué)人氣:623 ℃時(shí)間:2020-03-25 02:16:49
    優(yōu)質(zhì)解答
    由于特征方程為λ2+λ-2=0,解得特征根為λ1=-2,λ2=1,
    ∴y″+y′-2y=0的通解為y=C1e-2x+C2ex
    設(shè)y″+y′-2y=xex (*)
    y″+y′-2y=sin2x (**)
    由于(*)的f(x)=xex,λ=1是特征根,故令(*)的特解為y1(x)=(ax2+bx)ex
    代入(*)得a=
    1
    6
    ,b=?
    1
    9
    ,
    由y″+y′-2y=sin2x得
    y″+y′?2y=
    1
    2
    (1?cos2x)

    顯然y″+y′?2y=
    1
    2
    ,有特解y=?
    1
    4
    ,
    對(duì)y″+y′?2y=?
    1
    2
    cos2x
    ,由于f(x)=?
    1
    2
    cos2x
    ,故
    令其特解為y2(x)=Acos2x+Bsin2x,代入得A=
    3
    40
    ,B=?
    1
    40
    ,則
    y2(x)=?
    1
    4
    +
    3
    40
    cos2x?
    1
    40
    sin2x
    ,所以原方程的通解為
    y=C1e?2x+C2ex+(
    1
    6
    x2?
    x
    9
    )ex
    +(?
    1
    4
    +
    3
    40
    cos2x?
    1
    40
    sin2x)
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