二阶常系数线性微分方程y"+y=0的通解
二阶常系数线性微分方程y"+y=0的通解为-xex+x+2。
因为常系数线性齐次微分方程y"+y=0的通解为:y=(C1+C2 x)ex,故 r1=r2=1为其特征方程的重根,且其特征方程为(r-1)2=r2-2r+1,对于非齐次微分方程为y″-2y′+y=x,设其特解为 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。所以特解为 y*=x+2,将y(0)=2,y(0)=0 代入可得,C1=0,C2=-1。故所求特解为 y=-xex+x+2。故答案为-xex+x+2。
微分方程求解注意:
数学领域对微分方程的研究着重在几个不同的面向,但大多数都是关心微分方程的解。只有少数简单的微分方程可以求得解析解。不过即使没有找到其解析解,仍然可以确认其解的部分性质。
在无法求得解析解时,可以利用数值分析的方式,利用电脑来找到其数值解。 动力系统理论强调对于微分方程系统的量化分析,而许多数值方法可以计算微分方程的数值解,且有一定的准确度。
故答案为-xex+x+2。
因为常系数线性齐次微分方程y"+y=0的通解为:
y=(C1+C2 x)ex,
故 r1=r2=1为其特征方程的重根,且其特征方程为
(r-1)2=r2-2r+1,
故 a=-2,b=1。
对于非齐次微分方程为y″-2y′+y=x,
设其特解为 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。
所以特解为 y*=x+2,
通解为 y=(C1+C2 x)ex +x+2.
将y(0)=2,y(0)=0 代入可得,
C1=0,C2=-1。
故所求特解为 y=-xex+x+2。
故答案为-xex+x+2。
扩展资料:
二阶常系数齐次线性微分方程
一、标准形式
y″+py′+qy=0
二、特征方程
r^2+pr+q=0
三、通解
1、两个不相等的实根:y=C1e^(r1x)+C2e^(r2x)
2、两根相等的实根:y=(C1+C2x)e^(r1x)
3、一对共轭复根:r1=α+iβ,r2=α-iβ:y=e^(αx)*(C1cosβx+C2sinβx)