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求解差分方程3yx+1一9yx=x.3x+1.
求解差分方程3yx+1一9yx=x.3x+1.
admin
2016-12-16
50
问题
求解差分方程3y
x+1
一9y
x
=x.3
x+1
.
选项
答案
先将方程化为标准方程 y
x+1
一3y
x
=x.3
x
, ① 其特征方程为λ一3=0.得λ=3.故齐次方程的通解为 [*]=C3
x
,C为任意常数, 由于非齐次项的底数为b=3,b=3是特征根,故可设方程①的特解为 y
x
*
=x(A
0
+A
1
x).3
x
, 代入方程①得 (x+1) [A
0
+A
1
(x+1)].3
x+1
—3x(A
0
+A
1
x).3
x
=x.3
x
, 整理并比较两端同次幂的函数,得 [*] 解得 A
0
=一1/6,A
1
=1/6. 故一个特解为 y
x
*
=x(一1/6+x/6).3
x
, 原方程的通解是(显然,①与原方程同解) y
x
=[*]+y
*
=C
x
+x(一1/6+x/6).3
x
. 注意 对形如y
x+1
一ay
x
=f(x)的一阶线性差方方程,求其通解的关键是求出其特解y
x
*
.其通解求法步骤如下: (1)求解特征方程λ一a=0,得到对应的齐次差方方程y
x+1
一ay
x
=0的通解[*]=Ca
x
,其中C为任意常数; (2)依据非齐次项f(x)的结构特点,先设出特解形式,为方便计,称b为f(x)的底数再用待定系数法求之: ①若f(x)=Ax
n
(=Ax
n
.1
x
),则 [*] ②若f(x)=Ab
x
,则y
x
*
=[*] ③若f(x)=x
n
b
x
,则y
x
*
=[*] 设出特解y
x
*
的形式后,再将其代入非齐次方程,比较两端同次幂的系数,确定B
0
,B
1
,…,B
n
即得该非齐次差分方程的一个特解y
x
*
.
解析
将所给方程化为标准差分方程得到
y
x+1
一3y
x
=x.3
x
.
关键在于正确写出特解形式.因特征方程为λ一3=0,故特征根为λ=3,与底数b=3相等,故该特解形式为
y
x
*
=x(A
0
+A
1
x).3
x
.
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考研数学三
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