二阶微分方程,已知f(x)满足如图方程,求f(x)
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原式:
(x+1)∫(0,x)f(t)dt-∫(0,x)tf(t)dt=e^x+x²-f(x)
两边求导:
∫(0,x)f(t)dt+(x+1)f(x)-xf(x)=e^x+2x-f'(x)
∫(0,x)f(t)dt+f(x)=e^x+2x-f'(x)
再求导一次
f(x)+f'(x)=e^x+2-f''(x)
f''(x)+f'(x)+f(x)=e^x+2
齐次形式:
f''(x)+f'(x)+f(x)=0
对应特征方程:
r²+r+1=0
r=(-1±√(1-4))/2=-1/2±(√3/2)i
齐次方程通解:
y=e^(-x/2)[C1cos(√3x/2)+C2sin(√3x/2)]
特解:f(x)=e^x/3+2
f'(x)=e^x/3
f''(x)=e^x/3
f''(x)+f'(x)+f(x)=e^x/3+e^x/3+e^x/3+2=e^x/3+2
通解:
f(x)=e^(-x/2)[C1cos(√3x/2)+C2sin(√3x/2)]+e^x/3+2
代入原式,求出常数C1,C2即可。
(x+1)∫(0,x)f(t)dt-∫(0,x)tf(t)dt=e^x+x²-f(x)
两边求导:
∫(0,x)f(t)dt+(x+1)f(x)-xf(x)=e^x+2x-f'(x)
∫(0,x)f(t)dt+f(x)=e^x+2x-f'(x)
再求导一次
f(x)+f'(x)=e^x+2-f''(x)
f''(x)+f'(x)+f(x)=e^x+2
齐次形式:
f''(x)+f'(x)+f(x)=0
对应特征方程:
r²+r+1=0
r=(-1±√(1-4))/2=-1/2±(√3/2)i
齐次方程通解:
y=e^(-x/2)[C1cos(√3x/2)+C2sin(√3x/2)]
特解:f(x)=e^x/3+2
f'(x)=e^x/3
f''(x)=e^x/3
f''(x)+f'(x)+f(x)=e^x/3+e^x/3+e^x/3+2=e^x/3+2
通解:
f(x)=e^(-x/2)[C1cos(√3x/2)+C2sin(√3x/2)]+e^x/3+2
代入原式,求出常数C1,C2即可。
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