若二阶常系数齐次线性微分方程y’’+ay’+by=0的通解为y=(C1+C2x)ex,则非齐次方程y’’+ay’+by=x满足条件y(0)=2,y’(0)=0的特解为y=______。

admin2019-07-17  47

问题 若二阶常系数齐次线性微分方程y’’+ay’+by=0的通解为y=(C1+C2x)ex,则非齐次方程y’’+ay’+by=x满足条件y(0)=2,y’(0)=0的特解为y=______。

选项

答案x(1一ex)+2

解析 由常系数齐次线性微分方程y’’+ay’+by=0的通解为y=(C1+C2x)ex可知y1=ex,y2=xex为其两个线性无关的解,代入齐次方程,有
y’’1+ay’1+by1=(1+a+b)ex=0 => 1+a+b=0,
y’’2+ay’2+by2=[2+a+(1+a+b)x]ex=0 => 2+a=0,
从而a=一2,b=1,故非齐次微分方程为y’’+ay’+by=x。
设特解y*=Ax+B,代入非齐次微分方程,得一2A+Ax+B=x,即
Ax+(一2A+B)=x
所以特解为y*=x+2,非齐次方程的通解为y=(C1+C2x)ex+x+2。
把y(0)=2,y’(0)=0代入通解,得C1=0,C2=一1。故所求特解为y=一xex+x+2=x(1一ex)+2。
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