设二阶常系数线性微分方程 y"+αy’+βy=γe2x 的一个特解为y=e2x+(1+x)ex,求此方程的通解。

admin2015-11-16  40

问题 设二阶常系数线性微分方程
    y"+αy’+βy=γe2x
的一个特解为y=e2x+(1+x)ex,求此方程的通解。

选项

答案解 由所给方程的非齐次项为γe2x及特解中含有e2x项知,y*=e2x是原方程的一个特解,于是y=(1+x)ex应是对应齐次方程的特解,因而1为特征方程的二重特征根,于是特征方程为 r2-2r+1=0, 则齐次方程应是 y"-2y’+y=0。 故 α=-2, β=1。 又y*为非齐次方程的特解,代入其中得 4e2x-2·2e2x+e2x=γe2x, 故 γ=1。 因y1=ex,y2=xex都是y"-2y’+y=0的解,且 [*] 故其线性无关,所以Y=(c1+c2x)ex为y"-2y’+y=0的通解,又y*=e2x是非齐次方程的一个特解,故y=(c1+c2x)ex+e2x是非齐次方程的通解。

解析
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