y"-4y039;+3y=(x^2-4)*e^x

Y"-4y'+3y=(x^2-4)*e^x

Задать свой вопрос
1 ответ
Это дифференциальное уравнение второго порядка с постоянными коэффициентами, неоднородное.

Необходимо найти: Yо.н. = Yо.о. + Yч.н., где Yо.о. - общее однородное уравнение, Yч.н. - приватное решение неоднородного

Найдем общее решение однородного уравнения:
y''-4y'+3y=0
Воспользуемся способом Эйлера. Пусть y=e^kx, будем получать характеристическое уравнение след. вида:
k^2-4k+3=0\\ (k-2)^2-1=0\\ k-2=\pm1\\ k_1=3\\ k_2=1

Y_o.o=C_1e^3x+C_2e^x - общее решение однородного уравнения.

Поиск приватного решения
Рассмотрим функцию f(x)=(x^2-4)e^x
P_n(x)=x^2-4\,\,\,\, \to \,\,\,\, n=2;\\ \alpha =1

Сопоставляя  \alpha с корнями характеристического уравнения и привлечем внимания что n=2, то приватное решение будем искать в виде

Yч.н. = xe^x(Ax^2+Bx+C)

Найдем первую и вторую производную функции

y'=e^x(x(2Ax+B)+x(Ax^2+Bx+C)+Ax^2+Bx+C)
y''=e^x(2Ax^2+6Ax+2Bx+2B+2C+2x(2Ax+B)+x(Ax^2+Bx+C))

Подставив в начальное уравнение, будем иметь

-6Ax^2+6Ax-4Bx+2B-2C=x^2-4

Приравниваем коэффициенты при ступени x

-6A=1\,\,\,\,\,\,\,\,\to A=- \frac16 \\ 6A-4B=0\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to B=- \frac14 \\ 2B-2C=-4\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to C= \frac74

Приватное решение будет иметь след вид:

Yч.н. = xe^x(-\frac16 x^2-\frac14 x+\frac74)

Тогда общее решение неоднородного уравнения воспримет следующий вид:

\boxedy=C_1e^3x+C_2e^x+xe^x(-\frac16 x^2-\frac14 x+\frac74)
, оставишь ответ?
Имя:*
E-Mail:


Добро пожаловать!

Для того чтобы стать полноценным пользователем нашего портала, вам необходимо пройти регистрацию.
Зарегистрироваться
Создайте собственную учетную запить!

Пройти регистрацию
Авторизоваться
Уже зарегистрированны? А ну-ка живо авторизуйтесь!

Войти на сайт