求微分方程 y`+y=e^x+x 的通解.(20,数一)

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2023-05-12 · 小柳聊车,配置,性能,保养,让你更懂车
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首先,我们可以将这个微分方程表示成标准形式 y'+p(x)y=q(x),其中 p(x)=1, q(x)=e^x+x。
接下来,我们需要求解齐次线性微分方程 y'+y=0 的通解。这个方程的特征方程为 r+1=0,因此其通解为 y=C*e^(-x),其中C为常数。
接着,我们需要求非齐次线性微分方程 y'+y=e^x+x 的一个特解。我们可以猜测这个特解可能是一个一次多项式 Ax+B,其中A和B是待定系数。
将这个猜测代入非齐次微分方程得到:
(A+1)x+(B-A)=e^x
比较等号两侧的系数可得 A=1, B=1,因此这个特解为 y_p=x+1。
所以原非齐次线性微分方程的通解为 y=y_h+y_p=C*e^(-x)+x+1,其中C为任意常数。
tllau38
高粉答主

2023-05-12 · 关注我不会让你失望
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😳问题 : 求微分方程 y'+y=e^x+x 的通解

👉微分方程

  • 微分方程,是指含有未知函数及其导数的关系式。解微分方程就是找出未知函数。

  • 微分方程是伴随着微积分学一起发展起来的。微积分学的奠基人Newton和Leibniz的著作中都处理过与微分方程有关的问题。微分方程的应用十分广泛,可以解决许多与导数有关的问题。物理中许多涉及变力的运动学、动力学问题,如空气的阻力为速度函数的落体运动等问题,很多可以用微分方程求解。此外,微分方程在化学、工程学、经济学和人口统计等领域都有应用。

  • 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

👉微分方程的例子

  1. 『例子一』 dy/dx =x

  2. 『例子二』 dy/dx =xy

  3. 『例子三』 y''-3y'+2y =x

👉回答

y'+y=e^x +x

  • p(x) = 1

  • e^[∫ p(x) dx] = e^x

  • 两边乘以 e^x

e^x.(y'+y)=e^(2x) +x.e^x

d/dx ( e^x.y) = e^(2x) +x.e^x

  • 两边取积分

e^x.y 

=∫[ e^(2x) +x.e^x] dx

=(1/2)e^(2x) + ∫x de^x

=(1/2)e^(2x) + xe^x -∫e^x dx

=(1/2)e^(2x) + xe^x -e^x  +C

  • 整理方程

y=(1/2)e^x + x -1  +C.e^(-x)

  • 得出结果

y=(1/2)e^x + x -1  +C.e^(-x)

😄: 微分方程 y'+y=e^x+x 的通解 :y=(1/2)e^x + x -1  +C.e^(-x)

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