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设y1 y2是二阶非齐次线性微分方程的两个不同的特解 证明: (1)y1与y2之比不可能是
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设y1,y2是二阶非齐次线性微分方程的两个不同的特解,证明:
(1)y1与y2之比不可能是常数;
(2)对任何一个常数λ,y=λy1+(1-λ)y2是方程的解.
参考答案
(1)如果y1=ky2,则由题意,常数k≠0,1.从而有
y"1+P(x)y'1+Q(x)y'1=f(x)
以及 y"1+P(x)y'1+Q(x)y1=(ky2)"+P(x)(ky2)'+Q(x)(ky2)=kf(x).
于是就有kf(x)=f(x),但f(x)≠0,此式不可能成立,所以y1与y2之比不可能是常数.
(2)将y=λy1+(1-λ)y2代入方程的左端,得到
[λy1+(1-λ)y2]"+P(x)[λy1+(1-λ)y2]'+Q(x)[λy1+(1-λ)y2]
=λ[y"1+P(x)y'1+Q(x)y1]+(1-λ)[y"2+p(x)y'2+Q(x)y2]
=λf(x)+(1-λ)f(x)=f(x).
因此,对一切常数λ,y=λy1+(1-λ).y2也是线性微分方程的解.