求微分方程y 2y y xex的通解

2022-08-14 02:30:31 字數 5228 閱讀 2318

1樓:米飯

微分方程y''+2y'+y=xex對應的齊次微分方程為y''+2y'+y=0

特徵方程為t2+2t+1=0

解得t1=t2=-1

故齊次微分方程對應的通解y=(c

+cx)e

?x因此,微分方程y''+2y'+y=xex對應的非齊次微分方程的特解可設為y*=(ax+b)ex

y*'=(ax+a+b)ex

y*''=(ax+2a+b)ex

將y*,y*',y*''代入微分方程y''+2y'+y=xex消去ex即可得到:

(ax+2a+b)+2(ax+a+b)+(ax+b)=x4ax+4a+4b=x

4a=1

4a+4b=0

a=14

b=?1

4所以,非齊次微分方程的特解為y

*=(1

4x?14)e

x由於非齊次微分方程的通解=齊次微分方程的通解+非齊次微分方程的特解所以,微分方程y''+2y'+y=xex的通解為y+y*=(c

+c)e

?x+(1

4x?14)ex.

2樓:班主任星辰老師

付費內容限時免費檢視

回答微分方程y''-3y'+2y=xe

x對應的齊次微分方程為y''-3y'+2y=0特徵方程為t

2-3t+2=0

解得t1

=1,t2=2

故齊次微分方程對應的通解

y=c1ex+c2e2x

因此,微分方程y''-3y'+2y=xe

x對應的非齊次微分方程的特解可設為y

*=x(ax+b)e

x=(ax

2+bx)exy

*'=[ax

2+(2a+b)x+b]exy

*''=[ax

2+(4a+b)x+(2a+2b)]ex將y*,y

*',y

*''代入微分方程y''-3y'+2y=xex消去e

x即可得到:

[ax2

+(4a+b)x+(2a+2b)]-3[ax2+(2a+b)x+b]+2(ax

2+bx)=x

-2ax+2a-b=x

?2a=1

2a+b=0

a=?1

2b=1

所以,非齊次微分方程的特解為

y*=(?12

x2+x)

ex由於非齊次微分方程的通解=齊次微分方程的通解+非齊次微分方程的特解

所以,微分方程y''-3y'+2y=xe

x的通解為

y+y*=(?12

x2+x+c1)

ex+c2e2x

.更多81條

微分方程y″+2y′+y=xe-x的通解為______

3樓:夕陽

由於特徵方程為r2+2r+1=0,解得特徵根為r=-1(2重)∴齊次方程的通解為y=(c

+cx)e

?x而f(x)=xe-x,λ=-1

故有特解:y*=x2(ax+b)e-x,

代入微分方程y″+2y′+y=xe-x,解得a=16

,b=0

∴特解y*=1

6xe?x

∴通解為:

y=(c

+cx+16x

)e?x

求微分方程y``-y`-2y=0的通解

4樓:顏代

微分方程y″-y′-2y=0的通解為y=c1*e^(2x)+c2*e^(-x)+c。

解:根據微分方程特性,可通過求特徵方程的解來求微分方程的通解。

微分方程y″-y′-2y=0的特徵方程為r^2-r-2=0,

可求得,r1=2,r2=-1。

而r1≠r2。

那麼微分方程y″-y′-2y=0的通解為,

y=c1*e^(2x)+c2*e^(-x)+c(其中c1、c2與c為任意實數)。

擴充套件資料:

微分方程的解

1、一階線性常微分方程的解

對於一階線性常微分方程y'+p(x)y+q(x)=0,可知其通解為y=c(x)*e^(-∫p(x)dx)。然後將這個通解代回到原式中,即可求出c(x)的值。

2、二階常係數齊次常微分方程的解

對於二階常係數齊次常微分方程,常用方法是求出其特徵方程的解。

對於二階常係數齊次常微分方程y''+py'+qy=0,可求得其通解為y=c1y1+c2y2。

然後可通過其特徵方程r^2+pr+q=0來求解二階常係數齊次常微分方程的通解。

(1)當r1=r2,則有y=(c1+c2*x)e^(rx),

(2)當r1≠r2,則有y=c1*e^(r1x)+c2*x*e^(r2x)

(3)在共軛複數根的情況下,y=e^(αx)*(c1*cos(βx)+c2*sin(βx))

5樓:小楓帶你看生活

微分方程y″-y′-2y=0的通解為y=c1*e^(2x)+c2*e^(-x)+c。

微分方程是伴隨著微積分學一起發展起來的。微積分學的奠基人newton和leibniz的著作中都處理過與微分方程有關的問題。微分方程的應用十分廣泛,可以解決許多與導數有關的問題。

微分方程特點:

存在性是指給定一微分方程及約束條件,判斷其解是否存在。唯一性是指在上述條件下,是否只存在一個解。

針對常微分方程的初值問題,皮亞諾存在性定理可判別解的存在性,柯西-利普希茨定理則可以判別解的存在性及唯一性。

針對偏微分方程,柯西-克瓦列夫斯基定理可以判別解的存在性及唯一性。 皮亞諾存在性定理可以判斷常微分方程初值問題的解是否存在。

6樓:楊懶懶阿

回答你好,常係數線性齊次微分方程y"+y=0的通解為:y=(c1+c2 x)ex

故 r1=r2=1為其特徵方程的重根,且其特徵方程為 (r-1)2=r2-2r+1

故 a=-2,b=1

對於非齊次微分方程為y″-2y′+y=x

設其特解為 y*=ax+b

代入y″-2y′+y=x 可得,0-2a+(ax+b)=x整理可得(a-1)x+(b-2a)=0

所以 a=1,b=2

所以特解為 y*=x+2

通解為 y=(c1+c2 x)ex +x+2將y(0)=2,y(0)=0 代入可得

c1=0,c2=-1。

故所求特解為 y=-xex+x+2

故答案為-xex+x+2

更多12條

7樓:要解體成分子的人

y'+y=0,即dy/dx=-y,分離變數得dy/-y=dx,兩邊同時微分得

∫dy/-y=∫dx,即-lny+lnc=x(c為常數)所以x=lnc/y,即通解為e^x=c/y(c為常數).

8樓:匿名使用者

特徵方程:λ²-λ-2=0,求得λ=-1 or 2

因此齊次線性微分方程y``-y`-2y=0的通解為

9樓:匿名使用者

設:y=e^kx

y'=ke^kx

y''=k^2e^kx

k^2e^kx+ke^kx-e^kx=0

k^2+k-1=0……

10樓:匿名使用者

特徵方程為r^3+r = 0;解得 r1 = 0 ,r2 = i, r3 = -i

通解為 y = c1 + c2cosx + c3sinx

11樓:佛祖聖光

二階微分方程,求出特徵根就好了

微分方程y″+2y′+y=xe∧-x的特解形式應設為

12樓:正潘若水仙

二階微分方程y″+3y′+2y=0的特徵方程為:r2+3r+2=0,其特徵根為:r1=-2,r2=-1,由於e-x的λ=-1,是對應特徵方程的單根,由微分方程的性質可知:

特解的形式為:axe-x將特解代入原方程得:-2ae-x+axe-x+ae-x-axe-x+2ae-x=e-x即:

ae-x=e-xa=1特解的...

求微分方程y″+y′-2y=xex+sin2x的通解

13樓:力頂汞

由於特徵方程為λ2+λ-2=0,解得特徵根為λ1=-2,λ2=1,∴y″+y′-2y=0的通解為y=c1e-2x+c2ex.設y″+y′-2y=xex (*)

y″+y′-2y=sin2x (**)

由於(*)的f(x)=xex,λ=1是特徵根,故令(*)的特解為y1(x)=(ax2+bx)ex,

代入(*)得a=1

6,b=?19,

由y″+y′-2y=sin2x得

y″+y′?2y=1

2(1?cos2x),

顯然y″+y′?2y=1

2,有特解y=?14,

對y″+y′?2y=?1

2cos2x,由於f(x)=?1

2cos2x,故

令其特解為y2(x)=acos2x+bsin2x,代入得a=340,b=?1

40,則

y(x)=?14+3

40cos2x?1

40sin2x,所以原方程的通解為

y=ce

?2x+cex

+(16x?x

9)ex+(?14+3

40cos2x?1

40sin2x)

求微分方程y″+2y′+y=cosx,x=0時y=0,y′=32的特解

14樓:我素你的矜夜

齊次方程y′′+2y′+y=0的特徵方程為r2+2r+1=0,

其根為r1=r2=-1.

齊次方程y′′+2y′+y=0的通解為y=(c1+c2x)e-x.因為f(x)=cos x,λ+ωi=i不是特徵方程的根,所以非齊次方程的特解應設為

y*=acos x+bsin x,

代入原方程得

-2asin x+2bcos x=cos x,比較係數得a=0,b=1

2.故y*=1

2sinx.從而原方程的通解為y=(c

+cx)e

?x+1

2sinx.

將初始條件代入通解得c=0

?c+c+12

=32,解之得c1=0,c2=1.

因此滿足所給初始條件的特解為y=xe

?x+1

2sinx.

求常微分方程的通解y2yy,求常微分方程的通解y2yy1xex

因為y e x 是齊次方程copy的解bai,根據常數變易法可令 y e dux v.求導有zhi,y e daox v v y e x v 2v v 代入原方程有 e x v 2v v 2 e x v v e x v e x x v 1 x 兩邊同時積分 v ln x a v x ln x x a...

求微分方程的通解,微分方程的通解怎麼求

微分方程的解通常是一個函式表示式y f x 含一個或多個待定常數,由初始條件確定 例如 其解為 其中c是待定常數 如果知道 則可推出c 1,而可知 y cos x 1。一階線性常微分方程 對於一階線性常微分方程,常用的方法是常數變易法 對於方程 y p x y q x 0,可知其通解 然後將這個通解...

微分方程通解問題,微分方程的通解怎麼求

非齊次通解 齊次通解 非齊次特解,齊次解 非齊次解 非齊次解 微分方程的通解怎麼求 微分方程的解通常是一個函式表示式y f x 含一個或多個待定常數,由初始條件確定 例如 其解為 其中c是待定常數 如果知道 則可推出c 1,而可知 y cos x 1。一階線性常微分方程 對於一階線性常微分方程,常用...