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求一个四阶的常系数齐次线性方程 使之有如下四个特解: y1=ex y2=xex y3=co

2022-08-12 13:29:20 问答库 阅读 196 次

问题详情

求一个四阶的常系数齐次线性方程,使之有如下四个特解:
y1=ex,y2=xex,y3=cos2x,y4=2sin2x,并求此微分方程的通解.

参考答案

容易验证y1,y2,y3,y4是线性无关的,并由y1与y2可看出,它们对应的特征方程的根为二重根r=1;由y3与y4可看出,它们对应的特征方程的根为共轭复根±2i.因此特征方程为
(r-1)2(r2+4)=0,即r4-2r3+5r2-8r+4=0.
根据以上分析知,四阶的常系数齐次线性方程为
y(4)-2y'''+5y''-8y'+4y=0,
其通解为
y=C1ex+C2xex+C3cos2x+C4sin2x.

考点:系数