特征方程为t2+1=0
解得t1=i,t2=-i
故齐次微分方程对应的通解y=C1cosx+C2sinx
因此,微分方程y″+y=x+cosx对应的非齐次微分方程的特解可设为y*=ax+b+x(csinx+dcosx)
y*'=a+csinx+dcosx+cxcosx-dxsinx
y*''=ccosx-dsinx+ccosx-cxsinx-dsinx-dxcosx
将y*,y*',y*''代入微分方程y″+y=x+cosx消去即可得到:
ax+b+2ccosx-2dsinx=x+cosx
则有:
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即
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所以,非齐次微分方程的特解为y*=x+
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由于非齐次微分方程的通解=齐次微分方程的通解+非齐次微分方程的特解
所以,微分方程y″+y=x+cosx的通解为y+y*=C1cosx+C2sinx+x+
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