8.求微分方程+y^n-4y`+3y=xe^(-x)+的通解

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摘要 非常荣幸为您解答
8. 求微分方程+y^n-4y`+3y=xe^(-x)+的通解,
首先将微分方程化为标准形式:
y^n-4y'+3y=xe^{-x}
yn"4y′+3y=xe"xy^n"4y′+3y=xe"x
然后求齐次方程
y^n-4y'+3y=0
yn"4y′+3y=0
的通解。
设y=e^{mx}
y=emxy=emx,代入齐次方程得到:
m^n-4m+3=0
mn"4m+3=0
这是一个nn次代数方程,可以求出nn个不同的根
m_1,m_2,\cdots,m_nm1 ,m2 …mn m因此齐次方程的通解为:
y_h(x)=c_1e^{m_1x}+c_2e^{m_2x}+\cdots+c_ne^{m_nx}
y_h(x)=c1 e^{m1 x}+c2 e^{m2 x}+…+cn e^{mn x}y_h(x)=c1 e^{m1 x}+c2 e^{m2 x}+…+cn e^{mn x}
于是,原方程的通解为:
y(x)=y_h(x)+y_p(x)=c_1e^{m_1x}+c_2e^{m_2x}+\cdots+c_ne^{m_nx}+\frac{x}{n-3}e^{-x}
y=y_h(x)+y_p(x)=c1 e^{m1 x}+c2 e^{m2 x}+…+cn e^{mn x}+xn"3e"xy=y_h(x)+y_p(x)=c1 e^{m1 x}+c2 e^{m2 x}+…+cn e^{mn x}+xn"3e"xy是齐次方程的nn个不同的根。
咨询记录 · 回答于2023-12-23
8.求微分方程+y^n-4y`+3y=xe^(-x)+的通解
非常荣幸为您解答: 8. 求微分方程+y^n-4y`+3y=xe^(-x)+的通解, 首先将微分方程化为标准形式: y^n-4y'+3y=xe^{-x} yn"4y′+3y=xe"x 然后求齐次方程 y^n-4y'+3y=0 yn"4y′+3y=0 的通解。 设y=e^{mx} y=emx,代入齐次方程得到: m^n-4m+3=0 mn"4m+3=0 这是一个nn次代数方程,可以求出nn个不同的根 m_1,m_2,\cdots,m_n m1 , m2 , …, mn 因此齐次方程的通解为: y_h(x)=c_1e^{m_1x}+c_2e^{m_2x}+\cdots+c_ne^{m_nx} yh(x)=c1 e^{m1 x}+c2 e^{m2 x}+…+cn e^{mn x} 于是,原方程的通解为: y(x)=y_h(x)+y_p(x)=c_1e^{m_1x}+c_2e^{m_2x}+\cdots+c_ne^{m_nx}+\frac{x}{n-3}e^{-x} y=yh(x)+yp(x)=c1 e^{m1 x}+c2 e^{m2 x}+…+cn e^{mn x}+\frac{x}{n"3}e"xy是齐次方程的nn个不同的根。
相关拓展:微分方程是数学中一个比较重要的概念,它是描述自然现象及各种现象数学模型的重要工具。微分方程是指一个含有未知函数及其导数的方程。微分方程除了常微分方程外,还包括偏微分方程和积分方程。
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