微分方程y’’一4y’+3y=excosx+xe3x对应齐次微分方程的通解为=_______,它的特解形式为y*=________.

admin2018-10-17  79

问题 微分方程y’’一4y+3y=excosx+xe3x对应齐次微分方程的通解为=_______,它的特解形式为y*=________.

选项

答案C1ex+C2e3x,ex(Acosx+Bsinx)+x(ax+b)e3x

解析 事实上,原方程对应的齐次微分方程的特征方程为r2一4r+3=0,r1=1,r2=3,故齐次微分方程的通解为=C1ex+C2e3x
非齐次方程特解形式的假设,可分为两个方程进行:
y’’一4y+3y=excosx,    ①
y’’一4y+3y=xe3x.    ②
λ=1±i不是特征方程的特征根,故①的特解形式是y1*=ex(Acosx+Bsinx);λ=3是特征方程的一重特征根,故②的特解形式应是y2*=x(ax+b)e3x,则y1*+y2*=y*即是原方程的特解形式.
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