[2002年] (1)验证函数(-∞<x<+∞)满足微分方程y"+y’+y=ex;(2)利用(1)的结果求幂级数的和函数.

admin2021-01-25  50

问题 [2002年]  (1)验证函数(-∞<x<+∞)满足微分方程y"+y’+y=ex;(2)利用(1)的结果求幂级数的和函数.

选项

答案(1)利用幂级数可以逐项求导的性质分别求出y’,y": [*] 则易验证有 [*] (2)由(1)及y’(0)=0,y(0)=1知,幂级数的和函数即为方程①满足初始条件y(0)=1,y’(0)=0的特解. 方程y"+y’+y=ex对应的齐次方程y"+y’+y=0的特征方程为λ2+λ+1=0,其特征根为[*]因而齐次方程的通解为 [*] 非齐次方程y"+y’+y=ex的特解可设为y*=Ae*,代入方程得A=1/3,即y*=ex/3,故方程的通解为 [*] 代入初始条件y(0)=1,y(0)=0得到 当x=0时,有[*] 由此得到c1=2/3,c2=0,于是幂级数[*]的和函数为 [*]

解析
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