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已知y1=xex+e—x是某二阶非齐次线性微分方程的特解,y2=(x+1)ex是相应二阶齐次线性微分方程的特解,求此非齐次线性微分方程.
已知y1=xex+e—x是某二阶非齐次线性微分方程的特解,y2=(x+1)ex是相应二阶齐次线性微分方程的特解,求此非齐次线性微分方程.
admin
2021-08-02
85
问题
已知y
1
=xe
x
+e
—x
是某二阶非齐次线性微分方程的特解,y
2
=(x+1)e
x
是相应二阶齐次线性微分方程的特解,求此非齐次线性微分方程.
选项
答案
由于y
1
=(x+1)e
x
为二阶齐次线性微分方程的特解,由解的结构可知,y=e
x
与y=xe
x
都为该齐次方程的解.故r=1为二重特征根,特征方程为 (r一1)
2
=r
2
—2r+1=0, 齐次方程为 y”一2y’+y=0. 又由于y
1
=xe
x
+e
—x
为非齐次方程的特解,y=xe
x
为对应齐次方程的解,可知y
1
=xe
x
=e
—x
=y
*
也为该非齐次方程的特解.设所求方程为 y”—2y’+y=f(x). 将y
*
=e
—x
代入上面的方程,可得f(x)=4e
—x
.因此所求方程为y”一2y‘+y=4e
—x
.
解析
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考研数学二
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