求助關於二階常係數非齊次線性微分方程求特解形式問題

2021-05-22 11:17:17 字數 3590 閱讀 8898

1樓:匿名使用者

2:問題二:當為自由項f(x)=pn(x)時,特解y*形式又如何設呢?

書中一道例題求y''-2y'=3x+1的一個特解,裡面說因為f(x)=3x+1是一次多項式,所以設y*=ax^2+bx+c,為什麼設成2元1次形式呢? 您所 查 看的帖 子來 源 於 k a o y a n . c o m 考 研 論 壇 因為 0是特徵方程的特徵單根 所以還要乘一個x這個y*應該是 x*(ax+b) 就可以了 不需要c的如果是特徵重根就要乘x^2

2樓:匿名使用者

你對立面的規則不熟悉 翻翻課本吧

3樓:匿名使用者

第一題c1e^x+c2e^2x+3/2x+5/4第二題c1+c2e^2x-3/4x^2-5/4x

4樓:匿名使用者

相信課本的,不要迷信特殊解法。樓上的是正確解

二階常係數非齊次線性微分方程特解怎麼設?

5樓:demon陌

較常用的幾個:

1、ay''+by'+cy=e^mx

特解    y=c(x)e^mx

2、ay''+by'+cy=a sinx + bcosx

特解    y=msinx+nsinx

3、ay''+by'+cy= mx+n

特解    y=ax

二階常係數線性微分方程是形如y''+py'+qy=f(x)的微分方程,其中p,q是實常數。自由項f(x)為定義在區間i上的連續函式,即y''+py'+qy=0時,稱為二階常係數齊次線性微分方程。

若函式y1和y2之比為常數,稱y1和y2是線性相關的;若函式y1和y2之比不為常數,稱y1和y2是線性無關的。特徵方程為:λ^2+pλ+q=0,然後根據特徵方程根的情況對方程求解。

擴充套件資料:

通解=非齊次方程特解+齊次方程通解

對二階常係數線性非齊次微分方程形式ay''+by'+cy=p(x)

其中q(x)是與p(x)同次的多項式,k按α不是特徵根、是單特徵根或二重特徵根(上文有提),依次取0,1或2.

將y*代入方程,比較方程兩邊x的同次冪的係數(待定係數法),就可確定出q(x)的係數而得特解y*。

多項式法:

設常係數線性微分方程y''+py'+qy =pm

f″(λ)/2!z″+f′(λ)/1!z′+f(λ)z=pm(x) ,這裡f(λ)=λ^2+pλ+q為方程對應齊次方程的特徵多項式。

升階法:

設y''+p(x)y'+q(x)y=f(x),當f(x)為多項式時,設f(x)=a0x^n+a1x^(n-1)+…+a(n-1)x+an,此時,方程兩邊同時對x求導n次,得

y'''+p(x)y''+q(x)y'=a0x^n+a1x^(n-1)+…+a(n-1)x+an……

y^(n+1)+py^(n)+qy^(n-1)=a0n!x+a1(n-1)!

y^(n+2)+py^(n+1)+qy^(n)=a0n!

令y^n=a0n!/q(q≠0),此時,y^(n+2)=y^(n+1)=0。由y^(n+1)與y^n通過倒數第二個方程可得y^(n-1),依次升階,一直推到方程y''+p(x)y'+q(x)y=f(x),可得到方程的一個特解y(x)。

6樓:匿名使用者

(1)y」+3y』+2y=xe^-x

特解 y*=ax+b(這是錯的,最起碼得有個e^-x吧?)(2)y」+3y』+2y=(x² + 1)e^-x特解y*=x(ax²+bx+c)e^-x

-------------------------------1、xe^-x前的多項式為x,所以設qm(x)是qm(x)=ax+b,由於-1是特徵方程的單根,所以特解為

y*=x(ax+b)e^(-x)

2、(x²+1)e^-x前的多項式為二次,所以設qm(x)是qm(x)=ax²+bx+c,由於-1是特徵方程的單根,所以特解為y*=x(ax²+bx+c)e^-x

把特解帶入原微分方程,待定係數法求出引數a、b、c。

二階常係數非齊次線性微分方程的求解

7樓:是你找到了我

二階常係數非齊次線性微分方程的表示式為y''+py'+qy=f(x),特解

1、當p^2-4q大於等於0時,r和k都是實數,y*=y1是方程的特解。

2、當p^2-4q小於0時,r=a+ib,k=a-ib(b≠0)是一對共軛復根,y*=1/2(y1+y2)是方程的實函式解。

8樓:晏衍諫曉楓

求微分方程y''+3y'+2y=3xe^(-x)的通解

解:先求齊次方程

y''+3y'+2y=0的通解:

其特徵方程

r²+3r+2=(r+1)(r+2)=0的根r₁=-1,r₂=-2;

故齊次方程的通解為y=c₁e^(-x)+c₂e^(-2x)

設其特解

y*=(ax²+bx)e^(-x)

y*'=(2ax+b)e^(-x)-(ax²+bx)e^(-x)=[-ax²+(2a-b)x+b]e^(-x)

y*''=(-2ax+2a-b)e^(-x)-[-ax²+(2a-b)x+b]e^(-x)

=[ax²-(4a-b)x+2a-2b]e^(-x)

代入原式得:

[ax²-(4a-b)x+2a-2b]e^(-x)+3[-ax²+(2a-b)x+b]e^(-x)+2(ax²+bx)e^(-x)=3xe^(-x)

化簡得(2ax+2a+b)e^(-x)=3xe^(-x)

故2a=3,

a=3/2;

2a+b=3+b=0,

b=-3.

故y*=[(3/2)x²-3x]e^(-x)

於是通解為y=c₁e^(-x)+c₂e^(-2x)+[(3/2)x²-3x]e^(-x)

9樓:匿名使用者

1.對於這種型別的二階非齊次微分方程,求解的方法:

(1)先求出對應的齊次微分方程的通解:y

(2)再求出該方程的一個特解:y1

則方程的通解為:y+y1

2.方程特解的求法:

形如y''+py'+qy=acosωx+bsinωx 的方程,有如下形式的特解:y1=x^k(acosωx+bsinωx)

其中 a、b為待定係數,k的取值方法如下:

(1)當±iω不是方程y''+py'+qy=acosωx+bsinωx對應的齊次方程的特徵根時,k=0

(2)當±iω是方程y''+py'+qy=acosωx+bsinωx對應的齊次方程的特徵根時,k=1

10樓:香劍魏念之

令原方程的通解

為y=ue^,代入化簡可得:u''-u'=x(u'-x+1)'-(u'-x+1)=0積分得:u'-x+1=ae^積分化簡可得:

u=(1/2)x^2-x+ae^+b從而得原方程的通解為:y=[(1/2)x^2-x+b]e^+ae^

11樓:

e^ix=cosx+isinx

查一下尤拉公式

就是利用複數,三角函式的特點總結出來的規律,來求解。

12樓:王飛和

圖中求積分的過程,你可以先利用無窮級數求積分的方法去求

二階常係數線性微分方程求解,二階常係數非齊次線性微分方程特解怎麼設?

微分算方法應用於尋求非齊次微分方程的特解,相應的齊次微分方程的由特徵方程的一般解 第二階或二階可被轉化成 和變數方法 一階的分離,則非齊次方程求解常數相對簡單的常見變體 來解決。2.公式轉換 使.將改寫微分方程形式,即特定的解決方案。這樣的結果 常係數 微分方程,直接以重寫指數d的推導中,常係數不變...

二階常係數非齊次線性微分方程特解怎麼設,y x kQm(x)e x這個特解形式K是怎麼設

這是一道數學題,還是需要代入資料才能夠求解。1 y 3y 抄 2y xe x 特解襲 y ax b 這是錯的bai,最起碼得有個e x吧?du 2 y 3y 2y x 1 e x特解y x ax bx c e x 1 xe x前的多項zhi式為daox,所以設qm x 是qm x ax b,由於 1...

求助一條高數題,謝謝求作二階常係數齊次線性微分方程,使得1,e x,2e x,e x 3是它的解怎麼算啊

這4個解都有形式a be x,由於是二階常係數齊次線性微分方程,故a be x可以作為通解。這樣此方程的兩個特徵根為0和1,特徵方程為r 2 r 0 所求微分方程為y y 0 1.此方 程的bai兩個特徵根為0和一du,可以構造zhi特徵方程x 2 x 0,然後dao就可以反推出原方程.2.根據專疊...