二階常係數非齊次線性微分方程的特解

2021-03-11 11:44:27 字數 4432 閱讀 7275

1樓:鮮辭支念柏

設二階微分方程x´´+ax´+bx=f(t),非齊次項f(t)=p(t)e^(λt),其中a、b為常數,p(t)為t的n次多項式。若λ為方程內的k重特徵根,則特解的容

形式為x(t)=t^(k)q(t)e^(λt),其中q(t)為待定n次多項式,k=0,1,2。

2樓:正方形

對於線性常微分方程,每乙個具體的解都是其特解。可以用眼睛看,也可以求。

3樓:匿名使用者

^^^兩次用分部積分法,再解出.

∫e^t(sint)^2dt=e^t(sint)^內2-∫容e^tsin2tdt

∴ ∫e^t(sint)^2dt=e^t(sint)^2-1/5e^tsin2t+2/5e^tcos2t+c

二階常係數非齊次線性微分方程的特解形式怎麼求??

4樓:匿名使用者

^第一題,多項式右邊,可以猜乙個同次的多項式解;

第二題,(d+1)(d+2)y=xe^(-x),此時發生共振,從而猜測特回解答(ax+bx^2)e^(-x);

第三題,(d-1)(d-1)y=x^2e^x,發生二次共振(左邊的微分運算元重複兩次),從而猜測特解為(ax^2+bx^3+cx^4)e^x;

第四題,(d+2)(d+3)y=2e^(2x),發生共振,猜測y=axe^(2x).

二階常係數非齊次微分方程的特解怎麼設,有什麼規律

5樓:匿名使用者

嗯,這個有什麼規律,我還不真不太清楚,我可以幫你問一下數學老師。

6樓:玲玲幽魂

較常用的幾個:

ay''+by'+cy=e^mx 特解 y=c(x)e^mxay''+by'+cy=a sinx + bcosx y=msinx+nsinx

ay''+by'+cy= mx+n y=ax

7樓:安貞星

較常用的幾個:62616964757a686964616fe59b9ee7ad9431333365656637

1、ay''+by'+cy=e^mx

特解    y=c(x)e^mx

2、ay''+by'+cy=a sinx + bcosx

特解    y=msinx+nsinx

3、ay''+by'+cy= mx+n

特解    y=ax

拓展資料:

其他解法

①通解=非齊次方程特解+齊次方程通解

對二階常係數線性非齊次微分方程形式ay''+by'+cy=p(x)eax的特解y*具有形式

其中q(x)是與p(x)同次的多項式,k按α不是特徵根、是單特徵根或二重特徵根(上文有提),依次取0,1或2.

將y*代入方程,比較方程兩邊x的同次冪的係數(待定係數法),就可確定出q(x)的係數而得特解y*。

②多項式法:

設常係數線性微分方程y''+py'+qy =pm  (x)e^(λx),其中p,q,λ是常數,pm(x)是x的m次多項式,令y=ze^(λz) ,則方程可化為:

f″(λ)/2!z″+f′(λ)/1!z′+f(λ)z=pm(x) ,這裡f(λ)=λ^2+pλ+q為方程對應齊次方程的特徵多項式。

③公升階法:

設y''+p(x)y'+q(x)y=f(x),當f(x)為多項式時,設f(x)=a0x^n+a1x^(n-1)+…+a(n-1)x+an,此時,方程兩邊同時對x求導n次,得

y'''+p(x)y''+q(x)y'=a0x^n+a1x^(n-1)+…+a(n-1)x+an……

y^(n+1)+py^(n)+qy^(n-1)=a0n!x+a1(n-1)!

y^(n+2)+py^(n+1)+qy^(n)=a0n!

令y^n=a0n!/q(q≠0),此時,y^(n+2)=y^(n+1)=0。由y^(n+1)與y^n通過倒數第二個方程可得y^(n-1),依次公升階,一直推到方程y''+p(x)y'+q(x)y=f(x),可得到方程的乙個特解y(x)。

④微分運算元法:

微分運算元法是求解不同型別常係數非齊次線性微分方程特解的有效方法,使用微分運算元法求解二階常係數非齊次線性微分方程的特解記憶較為方便,計算難度也可降低。引入微分運算元d/dx=d,d^2/dx^2=d^2,則有 y'=dy/dx=dy,y''=d^2y/dx^2=d^2y

於是y''+p(x)y'+q(x)y=f(x)可化為(d^2+pd+q)y=f(x),令f(d)=d^2+pd+q,稱為運算元多項式,f(d)=d^2+pd+q即為f(d)y=f(x),其特解為y=f(x)/f(d)。

⑤降解法:

如果已知線性微分方程對應齊次方程的乙個特解,就可以用降解法求出其解,線性齊次微分方程的特解也可以用降階法求出。

二階常係數非齊次線性微分方程特解怎麼設,y*=x^kqm(x)e^λx 這個特解形式 k是怎麼設,

8樓:小螺號

這是一道數學題,還是需要代入資料才能夠求解。

9樓:匿名使用者

^(1)y」+3y』抄+2y=xe^-x

特解襲 y*=ax+b(這是錯的bai,最起碼得有個e^-x吧?du)

(2)y」+3y』+2y=(x² + 1)e^-x特解y*=x(ax²+bx+c)e^-x

-------------------------------1、xe^-x前的多項zhi式為daox,所以設qm(x)是qm(x)=ax+b,由於-1是特徵方程的單根,所以特解為

y*=x(ax+b)e^(-x)

2、(x²+1)e^-x前的多項式為二次,所以設qm(x)是qm(x)=ax²+bx+c,由於-1是特徵方程的單根,所以特解為y*=x(ax²+bx+c)e^-x

把特解帶入原微分方程,待定係數法求出引數a、b、c。

二階常係數非齊次線性微分方程特解怎麼設?

10樓:demon陌

較常用的幾個:

1、ay''+by'+cy=e^mx

特解    y=c(x)e^mx

2、ay''+by'+cy=a sinx + bcosx

特解    y=msinx+nsinx

3、ay''+by'+cy= mx+n

特解    y=ax

二階常係數線性微分方程是形如y''+py'+qy=f(x)的微分方程,其中p,q是實常數。自由項f(x)為定義在區間i上的連續函式,即y''+py'+qy=0時,稱為二階常係數齊次線性微分方程。

若函式y1和y2之比為常數,稱y1和y2是線性相關的;若函式y1和y2之比不為常數,稱y1和y2是線性無關的。特徵方程為:λ^2+pλ+q=0,然後根據特徵方程根的情況對方程求解。

擴充套件資料:

通解=非齊次方程特解+齊次方程通解

對二階常係數線性非齊次微分方程形式ay''+by'+cy=p(x)

其中q(x)是與p(x)同次的多項式,k按α不是特徵根、是單特徵根或二重特徵根(上文有提),依次取0,1或2.

將y*代入方程,比較方程兩邊x的同次冪的係數(待定係數法),就可確定出q(x)的係數而得特解y*。

多項式法:

設常係數線性微分方程y''+py'+qy =pm

f″(λ)/2!z″+f′(λ)/1!z′+f(λ)z=pm(x) ,這裡f(λ)=λ^2+pλ+q為方程對應齊次方程的特徵多項式。

公升階法:

設y''+p(x)y'+q(x)y=f(x),當f(x)為多項式時,設f(x)=a0x^n+a1x^(n-1)+…+a(n-1)x+an,此時,方程兩邊同時對x求導n次,得

y'''+p(x)y''+q(x)y'=a0x^n+a1x^(n-1)+…+a(n-1)x+an……

y^(n+1)+py^(n)+qy^(n-1)=a0n!x+a1(n-1)!

y^(n+2)+py^(n+1)+qy^(n)=a0n!

令y^n=a0n!/q(q≠0),此時,y^(n+2)=y^(n+1)=0。由y^(n+1)與y^n通過倒數第二個方程可得y^(n-1),依次公升階,一直推到方程y''+p(x)y'+q(x)y=f(x),可得到方程的乙個特解y(x)。

11樓:匿名使用者

(1)y」+3y』+2y=xe^-x

特解 y*=ax+b(這是錯的,最起碼得有個e^-x吧?)(2)y」+3y』+2y=(x² + 1)e^-x特解y*=x(ax²+bx+c)e^-x

-------------------------------1、xe^-x前的多項式為x,所以設qm(x)是qm(x)=ax+b,由於-1是特徵方程的單根,所以特解為

y*=x(ax+b)e^(-x)

2、(x²+1)e^-x前的多項式為二次,所以設qm(x)是qm(x)=ax²+bx+c,由於-1是特徵方程的單根,所以特解為y*=x(ax²+bx+c)e^-x

把特解帶入原微分方程,待定係數法求出引數a、b、c。

求解二階常係數非齊次線性微分方程的步驟

特徵bai方程 r 2 r 2 0 特徵根 r1 1,r2 2 y y 2y 0 的通解 duy c1 e zhix c2 e 2x 原方程特解 dao設為 y x ax b e xy y 代入版原方程,確定權 a 1 b 4 3原方程通解為 y c1 e x c2 e 2x x2 4x 3 e x...

大學數學二階常係數非齊次線性微分方程寫的越詳細越好,因為我不太會,謝謝

這道題你是想寫特解形式還是要求通解 看字是女生把!等我下,馬上給你答案 數學三考不考二階常係數非齊次線形方程 考。數學大綱裡要求的內容。顯然要考啊 而且還是重點 求解二階常係數非齊次線性微分方程的通解,詳解,謝謝!特徵方程 2r 2 r 1 0 2r 1 r 1 r 1 2,r 1 所以齊次通解 y...

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bai解 齊次方程y y 0 的特du徵方程為zhir 2 1 0,其通解yc c1cosx c2sinx。又,dao非齊次方程中,內f x x sinx是多項式函式容p x x和三角函式sinx的組合。設其特解為y c1cosx c2sinx ax 2 bx c dsin2x,代入原方程,解得,a...