Решить уравнение: y039;039;+2y039;-3y=16xe^-x

Решить уравнение: y''+2y'-3y=16xe^-x

Задать свой вопрос
1 ответ
Систематизация. Дифференциальное уравнение второго порядка с неизменными коэффициентами c правой долею.
Общее решение дифференциального уравнения будем отыскивать в последующем виде:
                                                   Уо.н. = Уо.о. + Уч.н.
Где Уо.о. - общее решение однородного уравнения, Уч.н. - приватное решение.
1) Найдем общее решение подходящего однородного уравнения:
                 y''+2y-3y=0
Воспользуемся способом Эйлера. Пусть y=e^kx, в итоге подмены переменной получаем последующее уравнение
    k^2+2k-3=0  -  характеристическое уравнение.
Корешки характеристического уравнения определяются по аксиоме Виета. и эти корни будут \boxedk_1=1 и \boxedk_2=-3
Запишем общее решение однородного уравнения:
       y_o.o.=C_1y_1+C_2y_2=C_1e^x+C_2e^-3x

2) Рассмотрим правую часть данного уравнения: f(x)=16xe^-x
      P_n(x)=16x; \boxedn=1; \boxed\alpha =-1
Сопоставляя  \alpha с корнями характеристического уравнения и, принимая во внимая, что n=1, частное решение будем искать в виде:
                               Уч.н. = (Ax+B)e^-x
Найдем первую и вторую производную приватного решения
y'=((Ax+B)e^-x)'=-(Ax+B)e^-x+Ae^-x\\ y''=e^-x(Ax+B)-Ae^-x-Ae^-x=e^-x(Ax+B-2A)
Найденные производные подставим в исходное уравнение, сократив e^-x:
(Ax+B-2A)+2(-Ax-B+A)-3Ax-3B=16x\\ Ax+B-2A-2Ax-2B+2A-3Ax-3B=16x\\ -4Ax-4B=16x

Приравнивая коэффициенты при ступени х
 \displaystyle  \left \ -4A=16 \atop -4B=0 \right. \Rightarrow \left \ A=-4 \atop B=0 \right.

Итак, частное решение имеет следующий вид: Уч.н. = -4xe^-x

Общее решение неоднородного уравнения: Уо.н.=C_1e^x+C_2e^-3x-4xe^-x
, 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