高数题,解微分方程通解,麻烦自己手写工整噢
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求微分方程 y''+y'-2y=3xe^x的通解
解:齐次方程y''+y'-2y=0的特征方程 r²+r-2=(r+2)(r-1)=0的根r₁=-2,r₂=1;
故齐次方程的通解为:y=C₁e^(-2x)+C₂e^x;
设特解为:y*=x(ax+b)e^x=(ax²+bx)e^x;
y*'=(2ax+b)e^x+(ax²+bx)e^x=[ax²+(2a+b)x+b]e^x;
y*''=(2ax+2a+b)e^x+[ax²+(2a+b)x+b]e^x=[ax²+(4a+b)x+2a+2b]e^x
代入原式并消去e^x,得:
[ax²+(4a+b)x+2a+2b]+[ax²+(2a+b)x+b]-2(ax²+bx)=3x
化简得:6ax+2a+3b=3x;故6a=3,a=1/2;2a+3b=1+3b=0,∴b=-1/3;
即特解为:y*=[(1/2)x²-(1/3)x]e^x;
∴原方程的通解为:y=C₁e^(-2x)+C₂e^x+[(1/2)x²-(1/3)x]e^x;
解:齐次方程y''+y'-2y=0的特征方程 r²+r-2=(r+2)(r-1)=0的根r₁=-2,r₂=1;
故齐次方程的通解为:y=C₁e^(-2x)+C₂e^x;
设特解为:y*=x(ax+b)e^x=(ax²+bx)e^x;
y*'=(2ax+b)e^x+(ax²+bx)e^x=[ax²+(2a+b)x+b]e^x;
y*''=(2ax+2a+b)e^x+[ax²+(2a+b)x+b]e^x=[ax²+(4a+b)x+2a+2b]e^x
代入原式并消去e^x,得:
[ax²+(4a+b)x+2a+2b]+[ax²+(2a+b)x+b]-2(ax²+bx)=3x
化简得:6ax+2a+3b=3x;故6a=3,a=1/2;2a+3b=1+3b=0,∴b=-1/3;
即特解为:y*=[(1/2)x²-(1/3)x]e^x;
∴原方程的通解为:y=C₁e^(-2x)+C₂e^x+[(1/2)x²-(1/3)x]e^x;
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