求下列微分方程的通解: (1)y〞+2yˊ-3y=e-3x; (2)y〞-5yˊ+4y=x2-2x+1; (3)y〞-3yˊ=2e2xsinx; (4)y〞-2yˊ+y=x(1+2ex); (5)y〞+4y=xcosx; (6)y〞-y=

admin2011-11-19  58

问题 求下列微分方程的通解:
(1)y〞+2yˊ-3y=e-3x;    (2)y〞-5yˊ+4y=x2-2x+1;
(3)y〞-3yˊ=2e2xsinx;    (4)y〞-2yˊ+y=x(1+2ex);
(5)y〞+4y=xcosx;    (6)y〞-y=sin2x.

选项

答案(1)特征方程为r2+2r-3=0,则特征根r1=1,r2=-3,故齐次方程通解为y=C1ex+C2e-3x.设原方程一个特解为y*=Axe-3x,则y*ˊ=(A-3Ax)e-3x,y*〞=(-6A+9Ax)e-3x,代入原方程得 y〞*+2yˊ*-3y* =(-6A+9Ax+2A-6Ax-3Ax)e-3x =-4Ae-3x =e-3x. 故A=-1/4,y*=-x/4e-3x. 从而原方程的通解为y=C1ex+C2e-3x-x/4e-3x. (2)特征方程为r2-5r+4=0,特征根r1=4,r2=1,故齐次方程通解为y=C1ex+C2e4x. 设原方程的一个特解y*=ax2+bx+c,则y*ˊ=2ax+b,y*〞=2a,代入原方程得 2a-5(2ax+b)+4(ax2+bx+c) =4ax2+(4b-lOa)x+4c+2a-5b =x2-2x+1. [*]

解析
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