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设y(χ)是方程y(4)-y″′+y〞-y′=0的解且当χ→0时y(χ)是χ的3阶无穷小,求y(χ).
设y(χ)是方程y(4)-y″′+y〞-y′=0的解且当χ→0时y(χ)是χ的3阶无穷小,求y(χ).
admin
2018-06-12
35
问题
设y(χ)是方程y
(4)
-y″′+y〞-y′=0的解且当χ→0时y(χ)是χ的3阶无穷小,求y(χ).
选项
答案
令p=y′,则p是三阶线性常系数齐次方程的解, p″′-p〞+p′-p=0 ① 方程①的特征方程λ
3
-λ
2
+λ-1=0,即(λ-1)(λ
2
+1)=0,特征根λ=1,λ=±i. 于是①的通解即所有解p=C
1
e
χ
+C
2
cosχ+C
3
sinχ,即 y′(χ)=C
1
e
χ
+C
2
cosχ+C
3
sinχ. 积分得y(χ)=C
1
e
χ
+C
2
sinχ-C
3
cosχ+C
4
. ② 下面确定C
1
,C
2
,C
3
,C
4
之间的关系. 按题意I=[*]为非零常数 [*](C
1
e
χ
+C
2
sinχ-C
3
cosχ+C
4
)=C
1
-C
3
+C
4
=0. ③ 由I=[*]为非零常数 [*](C
1
e
χ
+C
2
cosχ+C
3
sinχ)=C
1
+C
2
=0. ④ 又由I=[*]为非零常数 [*](C
1
e
χ
-C
2
sinχ+C
3
cosχ)=C
1
+C
3
=0. ⑤ 最后I=[*](C
1
-C
2
). ⑥ 由③,④,⑤得C
2
=C
3
=C
1
=[*]. 记[*]为C,由②得y(χ)=(-e
χ
+sinχ-cosχ+2)C,其中C≠0为[*]常数. 此时,由⑥式[*]I=-[*]≠0. 因此,最后求得y(χ)=(-e
χ
+sinχ-cosχ+2)C,其中C≠0为[*]常数.
解析
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考研数学一
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