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求微分方程y″-2y′-3y=3x+1+ex的一个特解.
人气:408 ℃ 时间:2020-04-05 21:18:55
解答
微分方程y″-2y′-3y=3x+1+ex的特征方程为:λ2-2λ-3=0,
求解可得其特征值为:λ1=-1,λ2=3.
对于微分方程y″-2y′-3y=3x+1,①
由于0不是方程的特征根,
故其特解形式为:y1=Ax+B.
代入①可得,
-3Ax-(2A+3B)=3x+1.
故由
−3A=3
−(2A+3B)=1
可得,A=-1,B=
1
3

y1=−x+
1
3

对于微分方程y″-2y′-3y=ex,②
由于1是方程的单重特征根,
故其特解形式为:y1=Cex
代入②可得,
-4Cex=ex
故C=
1
4
ex

因此,y2=−
1
4
ex

由线性微分方程解的性质可得,
y=y1+y2 =−x+
1
3
1
4
ex
即为所求微分方程的一个特解.
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