求解差分方程3yx+1一9yx=x.3x+1.

admin2016-12-16  32

问题 求解差分方程3yx+1一9yx=x.3x+1

选项

答案先将方程化为标准方程 yx+1一3yx=x.3x , ① 其特征方程为λ一3=0.得λ=3.故齐次方程的通解为 [*]=C3x ,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 yx*=x(A0+A1x).3x , 代入方程①得 (x+1) [A0+A1(x+1)].3x+1—3x(A0+A1x).3x=x.3x , 整理并比较两端同次幂的函数,得 [*] 解得 A0=一1/6,A1=1/6. 故一个特解为 yx*=x(一1/6+x/6).3x , 原方程的通解是(显然,①与原方程同解) yx=[*]+y*=Cx+x(一1/6+x/6).3x. 注意 对形如yx+1一ayx=f(x)的一阶线性差方方程,求其通解的关键是求出其特解yx*.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yx+1一ayx=0的通解[*]=Cax ,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)=Axn(=Axn.1x),则 [*] ②若f(x)=Abx ,则yx*=[*] ③若f(x)=xnbx ,则yx*=[*] 设出特解yx*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B0 ,B1 ,…,Bn即得该非齐次差分方程的一个特解yx*

解析 将所给方程化为标准差分方程得到
yx+1一3yx=x.3x
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
yx*=x(A0+A1x).3x
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