Помогите решить , пожалуйста y y = 5e^x (cosx

Помогите решить , пожалуйста y y = 5e^x (cosx + sinx)

Задать свой вопрос
1 ответ

Данное дифференциальное уравнение является линейным неоднородным дифференциальным уравнением с постоянными коэффициентами со специальной правой долею.

1) Вычислим поначалу общее решение подходящего однородного уравнения:

\boldsymboly''-y'=0

Выполнив замену \boldsymboly=exp\kx\, мы получим характеристическое уравнение:

\boldsymbolk^2-k=0\Rightarrow k(k-1)=0;\Rightarrow k_1=0; k_2=1

Общее решение однородного дифференциального уравнения:

\boldsymboly^*=C_1+C_2e^x

2) Осмотрим функцию \boldsymbolf(x)=-5e^-x\left(\cos x+\sin x\right)\\ \boldsymbol\alpha =-1\\ \boldsymbolP_n(x)=-5(\cos x+\sin x)\Rightarrow \beta=1; n=1

Сравнивая \boldsymbol\alpha,\beta  с корнями характеристического уравнения и , принимая во внимания, что \boldsymboln=1, частное решение будем искать в виде:

\boldsymbol\overliney=e^-x(A\cos x+B\sin x)

Найдем первую и вторую производную функции

\boldsymboly'=e^-x(-A\cos x-A\sin x+B\cos x-B\sin x)\\ \\ \boldsymboly''=e^-x(2A\sin x-2B\cos x)

Подставляем в начальное уравнение

\boldsymbol2A\sin x-2B\cos x+A\cos x+A\sin x-B\cos x+B\sin x=\\ \\ \boldsymbol=-5\cos x-5\sin x\\ \\ \boldsymbol3A\sin x-3B\cos x+A\cos x+B\sin x=-5\cos x-5\sin x\\ \\ \boldsymbol\cos x(A-3B)+\sin x(B+3A)=-5\cos x-5\sin x

Приравниваем коэффициенты при sinx и cosx.

\displaystyle \boldsymbol\left \ A-3B=-5 \atop B+3A=-5 \right.\Rightarrow\left \ A=-2 \atop B=1 \right.

Частное решение: \boldsymbol\overliney=e^-x(\sin x-2\cos x)

Общее решение линейного неоднородного дифференциального уравнения:

    \boldsymboly=y^*+\overliney=C_1+C_2e^x+e^-x(\sin x-2\cos x)

, оставишь ответ?
Имя:*
E-Mail:


Последние вопросы

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