[2016年] 已知y1(x)=ex,y2(x)=u(x)ex是二阶微分方程(2x—1)y"-(2x+1)y′+2y=0的解,若u(一1)=e,u(0)=-1,求u(x),并写出该微分方程的通解.

admin2021-01-19  29

问题 [2016年]  已知y1(x)=ex,y2(x)=u(x)ex是二阶微分方程(2x—1)y"-(2x+1)y′+2y=0的解,若u(一1)=e,u(0)=-1,求u(x),并写出该微分方程的通解.

选项

答案 先用特解代入法求出u(x)所满足的方程,解此方程求出u(x),得到两个线性无关的特解,再利用命题1.6.3.1(1)写出所给方程的通解. 易求得y′2(x)=[u(x)+u′(x)]e,y"2(x)=(u"+2u′+u)ex.将其代入所给方程得到 (2x—1)u"+(2x-3)u′=0, 令P=u′,则P′=u",(2x-1)p′+(2x-3)p=0,即P′+[*]P=0. 解得P=c1(2x一1)e-x,即[*]=c1(2x-1)e-x,故 u(x)=f c1(2x一1)e-xdx+c2=一c1(2x+1)e-x+c2, 由u(一1)=e,u(0)=一1得[*] 由式①一式②得c1(e+1)=e+1,故c1=1,从而c2=0. 故u(x)=一(2x+1)e-x,则y1(x)=一(2x+1)e-x·ex=一(2x+1). 因y1(x)与y2(x)线性无关,故所给方程的通解为 y=k1y1(x)+k2y2(x)=k1e-x=k2(2x+1), 其中k1,k2为任意常数.

解析
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