如何求解二次非齐次微分方程?
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发布时间:17小时前
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热心网友
时间:2024-10-21 14:26
二次非齐次微分方程的一般解法
一般式是这样的ay''+by'+cy=f(x)
第一步:求特征根
令ar²+br+c=0,解得r1和r2两个值,(这里可以是复数,例如(βi)²=-β²)
第二步:通解
1、若r1≠r2,则y=C1*e^(r1*x)+C2*e^(r2*x)
2、若r1=r2,则y=(C1+C2x)*e^(r1*x)
3、若r1,2=α±βi,则y=e^(αx)*(C1cosβx+C2sinβx)
第三步:特解
f(x)的形式是e^(λx)*P(x)型,(注:P(x)是关于x的多项式,且λ经常为0)
则y*=x^k*Q(x)*e^(λx) (注:Q(x)是和P(x)同样形式的多项式,例如P(x)是x²+2x,则设Q(x)为ax²+bx+c,abc都是待定系数)
1、若λ不是特征根 k=0 y*=Q(x)*e^(λx)
2、若λ是单根 k=1 y*=x*Q(x)*e^(λx)
3、若λ是二重根 k=2 y*=x²*Q(x)*e^(λx)(注:二重根就是上面解出r1=r2=λ)
f(x)的形式是e^(λx)*P(x)cosβx或e^(λx)*P(x)sinβx
1、若α+βi不是特征根,y*=e^λx*Q(x)(Acosβx+Bsinβx)
2、若α+βi是特征根,y*=e^λx*x*Q(x)(Acosβx+Bsinβx)(注:AB都是待定系数)
第四步:解特解系数
把特解的y*'',y*',y*都解出来带回原方程,对照系数解出待定系数。
最后结果就是y=通解+特解。
通解的系数C1,C2是任意常数。
拓展资料:
微分方程
微分方程指描述未知函数的导数与自变量之间的关系的方程。微分方程的解是一个符合方程的函数。而在初等数学的代数方程,其解是常数值。
高数常用微分表
唯一性
存在定一微 分程及约束条件,判断其解是否存在。唯一性是指在上述条件下,是否只存在一个解。针对常微分方程的初值问题,皮亚诺存在性定理可判别解的存在性,柯西-利普希茨定理则可以判别解的存在性及唯一性。针对偏微分方程,柯西-克瓦列夫斯基定理可以判别解的存在性及唯一性。 皮亚诺存在性定理可以判断常微分方程初值问题的解是否存在。
热心网友
时间:2024-10-21 14:26
解二次非齐次微分方程一般可以分为以下几个步骤:
(1) 求解对应的齐次方程(特征方程):
对于一般的二次非齐次微分方程:
a y'' + b y' + c y = f(x)
首先,我们求解其对应的齐次方程(即 f(x) = 0 的情况):
a y'' + b y' + c y = 0
通过求解特征方程 r^2 + br + c = 0 来找到特征根 r1 和 r2。特征根可以是实数或复数。
(2) 写出齐次方程的通解:
根据特征根的性质(实数、共轭复数、重根等),写出齐次方程的通解:
- 如果 r1 和 r
二次非齐次微分方程的一般解法?
第一步:求特征根 令ar²+br+c=0,解得r1和r2两个值,(这里可以是复数,例如(βi)²=-β²)第二步:通解 1、若r1≠r2,则y=C1*e^(r1*x)+C2*e^(r2*x)2、若r1=r2,则y=(C1+C2x)*e^(r1*x)3、若r1,2=α±βi,则y=e^(αx)*(C1cosβx+C2sinβx)第...
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二阶非齐次线性微分方程的解法
二阶常系数非齐次线性微分方程的表达式为y''+py'+qy=f(x),其特解y*设法分为:如果f(x)=P(x),Pn(x)为n阶多项式。如果f(x)=P(x)e^αx,Pn(x)为n阶多项式。标准形式:y″+py′+qy=0。特征方程:r^2+pr+q=0。通解:两个不等实根y=C1e^(r1x)+C2e^(r2x);两根相等的...
二阶常系数非齐次线性微分方程
1、特解法 特解法是求解二阶常系数非齐次线性微分方程最常用的方法。其基本步骤是先求出对应齐次方程的通解,然后根据原方程的一个特解,求得通解与特解的和,得到原方程的解。2、常数变易法 常数变易法是一种求解二阶常系数非齐次线性微分方程的简便方法。其基本思路是将原方程转化为等价的两个一...
二阶常系数非齐次微分方程的通解步骤如何?
其中,C1和C2为任意常数。对于非齐次微分方程,可以通过将f(x)表示成某个特殊函数的导数形式,来求得其特解。例如,如果f(x)=P(x)e^λx,其中P(x)为某个多项式,那么特解为:y*=e^(λx)(Q(x)+P(x)/λ),其中Q(x)为某个多项式。因此二阶常系数非齐次微分方程的通解为...
二阶常系数非齐次线性微分方程怎么求解?
二阶非齐次线性微分方程的通解如下:y1,y2,y3是二阶微分方程的三个解,则:y2-y1,y3-y1为该方程的两个线性无关解,因此通解为:y=y1+C1(y2-y1)+C2(y3-y1)。方程通解为:y=1+C1(x-1)+C2(x^2-1)。二阶常系数线性微分方程是形如y''+py'+qy=f(x)的微分方程,其中p,q是实常数...
这个二阶非齐次线性微分方程咋解?给个详细点的过程
套公式1.先求齐次的通解 y''-2y'+5y=e^x sin2x特征方程r²-2r+5=0r=1±2iY=e^x(C1cos2x+C2sin2x)2.非齐次的特解 y''-2y'+5y=e^x sin2x特征根r=1±2iλ=1,Pl(x)=0,Pn(x)=1,ω=2λ+ωi=1+2i所以k=1y*=xe^x(Acos2x+Bsin2x)=Axe^xcos2x+Bxe^xsin2x...
二阶非齐次线性微分方程的通解
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二阶常系数非齐次线性微分方程的求解
二阶常系数非齐次线性微分方程的表达式为y''+py'+qy=f(x),特解 1、当p^2-4q大于等于0时,r和k都是实数,y*=y1是方程的特解。2、当p^2-4q小于0时,r=a+ib,k=a-ib(b≠0)是一对共轭复根,y*=1/2(y1+y2)是方程的实函数解。
二阶非齐次线性微分方程的通解是什么?
+1。解:∵y1=1, y2=x , y3=x^2是某二阶非齐次线性微分方程的三个解 ∴y3-y1=x^2-1和y2-y1=x-1是对应齐次方程线性无关的两个解 则此齐次方程的通解是y=C1(x^2-1)+C2(x-1) (C1,C2是常数)∵y1=1是该方程的一个解 ∴该方程的通解是y=C1(x^2-1)+C2(x-1)+1。
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