微分方程f''(x)-2f'(x)+5f(x)=2,

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/10 10:20:04

微分方程f''(x)-2f'(x)+5f(x)=2,
微分方程f''(x)-2f'(x)+5f(x)=2,

微分方程f''(x)-2f'(x)+5f(x)=2,
f''(x)-2f'(x)+5f(x)=2
设g(x)=f(x)-2/5
g'(x)=f'(x)
g''(x)=f''(x)
g''(x)-2g'(x)+5g(x)=0
特征方程
r^2-2r+5=0
r1=1+2i r2=1-2i
g(x)=C1e^(1+2i)x+C2e^(1-2i)x
=C1e^x(cos2x)+C2e^x(sin2x)
f(x)=g(x)+2/5
=C1e^x(cos2x)+C2e^x(sin2x)+2/5

特征方程为r^2-2r+5=0,得到两虚根,其先行组合,然后常数变易,考虑最后是个2,应把常数变成ax,

先考虑其次方程f''(x)-2f'(x)+5f(x)=0
通过特征根方程λ^2-2λ+5=0易得λ=1±2i,得到齐次方程的通解f(x)=e^x[C1cos(2x)+C2sin(2x)]
再求非其次方程特解,用微分算子Df=f'(x)
满足原式的特解有(D^2-2D+5)f*(x)=2,即f*(x)=[1/(D^2-2D+5)]*2
1/(D^2-2D+5)=1/5...

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先考虑其次方程f''(x)-2f'(x)+5f(x)=0
通过特征根方程λ^2-2λ+5=0易得λ=1±2i,得到齐次方程的通解f(x)=e^x[C1cos(2x)+C2sin(2x)]
再求非其次方程特解,用微分算子Df=f'(x)
满足原式的特解有(D^2-2D+5)f*(x)=2,即f*(x)=[1/(D^2-2D+5)]*2
1/(D^2-2D+5)=1/5+2D/25+o(D),所以f*(x)=[1/5+2D/25+o(D)]*2=2/5,此为特解
所以原微分方程的解为f(x)=e^x[C1cos(2x)+C2sin(2x)]+2/5

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