二阶常微分方程组解的一般形式 讨论二阶常系数线性齐次微分方程通解的形式?

[更新]
·
·
分类:行业
2759 阅读

二阶常微分方程组解的一般形式

讨论二阶常系数线性齐次微分方程通解的形式?

讨论二阶常系数线性齐次微分方程通解的形式?

先求齐次解
y y-2y0
特征根方程
r^2 r-20
r2,-1
yAe^(2x) Be^(-x)
然后找特解
待定系数,因为右端项为x^2
猜测yax^2 bx c
y2ax b
y2a
2a 2ax b-2(ax^2 bx c)x^2
-2ax^2 (2a-2b)x 2a b-2cx^2
-2a1
2a-2b0
2a b-2c0
a-1/2,b-1/2,c-3/4
yAe^(2x) Be^(-x)-(1/2)x^2-(1/2)x-3/4

二阶线性微分方程的通解公式推导过程?

y a1y a2y0,其中a1、a2为实常数。
对于一元函数来说,如果在该方程中出现因变量的二阶导数,就称为二阶(常)微分方程,其一般形式为F(x,y,y,y)0。在有些情况下,可以通过适当的变量代换,把二阶微分方程化成一阶微分方程来求解。

二阶微分是求导两次吗?

不是。
对于一元函数来说,如果在该方程中出现因变量的二阶导数,我们就称为二阶(常)微分方程,其一般形式为F(x,y,y,y)0。在有些情况下,可以通过适当的变量代换,把二阶微分方程化成一阶微分方程来求解。
简单说,微分是二次求导的方式,但是求导需要在定义域内
二阶微分方程的通解 y(x) , 其导数 y(x) 是一阶导数.
二阶微分方程要二阶导数 y‘(x) 存在,一阶导数 y(x) 必须可导,则连续.

二阶线性微分方程的特解公式?

二阶常系数非齐次线性微分方程的表达式为y#39#39 py#39 qyf(x),其特解y*设法分为:1.如果f(x)P(x),Pn(x)为n阶多项式;2.如果f(x)P(x)e^αx,Pn(x)为n阶多项式。
1二阶常系数齐次线性微分方程
标准形式
y″ py′ qy0
特征方程
r^2 pr q0
通解
1.两个不相等的实根:yC1e^(r1x) C2e^(r2x)
2.两根相等的实根:y(C1 C2x)e^(r1x)
3.一对共轭复根:r1α iβ,r2α-iβ:ye^(αx)*(C1cosβx C2sinβx)
2特解y*设法
1、如果f(x)P(x),Pn(x)为n阶多项式。
若0不是特征值,在令特解y*x^k*Qm(x)*e^λx中,k0,λ0;因为Qm(x)与Pn(x)为同次的多项式,所以Qm(x)设法要根据Pn(x)的情况而定。
比如如果Pn(x)a(a为常数),则设Qm(x)A(A为另一个未知常数);如果Pn(x)x,则设Qm(x)ax b;如果Pn(x)x^2,则设Qm(x)ax^2 bx c。
若0是特征方程的单根,在令特解y*x^k*Qm(x)*e^λx中,k1,λ0,即y*x*Qm(x)。
若0是特征方程的重根,在令特解y*x^k*Qm(x)*e^λx中,k2,λ0,即y*x^2*Qm(x)。
2、如果f(x)P(x)e^αx,Pn(x)为n阶多项式。
若α不是特征值,在令特解y*x^k*Qm(x)*e^αx中,k0,即y*Qm(x)*e^αx,Qm(x)设法要根据Pn(x)的情况而定。
若α是特征方程的单根,在令特解y*x^k*Qm(x)*e^αx中,k1,即y*x*Qm(x)*e^αx。
若α是特征方程的重根,在令特解y*x^k*Qm(x)*e^λx中,k2,即y*x^2*Qm(x)*e^αx。
3、如果f(x)[Pl(x)cos(βx) Pn(x)sin(βx)]e^αx,Pl(x)为l阶多项式,Pn(x)为n阶多项式。
若α±iβ不是特征值,在令特解y*x^k*[Rm1(x)cos(βx) Rm2(x)sin(βx)]e^αx中,k0,mmax{l,n},Rm1(x)与Rm2(x)设法要根据Pl(x)或Pn(x)的情况而定(同Qm(x)设法要根据Pn(x)的情况而定的原理一样)。
即y*[Rm1(x)cos(βx) Rm2(x)sin(βx)]e^αx
若α±iβ不是特征值,在令特解y*x^k*[Rm1(x)cos(βx) Rm2(x)sin(βx)]e^αx中,k1,即y*x*[Rm1(x)cos(βx) Rm2(x)sin(βx)]e^αx。