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设函数y(x)满足: y(0)=1 求y(x)。

2022-08-12 13:41:51 问答库 阅读 196 次

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设函数y(x)满足:,y(0)=1,求y(x)。

参考答案

方程两边对x求导,得y''(x)=6sin2x-y(x),即
y''+y=3-3cos2x
这是一个二阶常系数线性非齐次方程,并且满足条件y(0)=1及y'(0)=1。
其对应线性齐次方程的特征方程r2+1=0有一对共轭复根r1,2=±i,故其对应齐次方程的通解为Y=C1cosx+C2sinx。
其自由项f(x)=3-3cos2x可以看成是f1(x)=3与f2(x)=-3cos2x之和,所以分别求方程y''+y=3及y''+y=-3cos2x的特解即可。
而f1(x)=3为Pm(x)eλx型,且Pm(x)=3为常数,λ=0不是特征方程的根,故特解形式为y*1=a,将其代入方程y''+y=3中,得a=3,即y*1=3是方程y''+y=3的一个特解。
f2(x)=-3cos2x为Pm(x)eλxcosωx型,为求方程y''+y=-3cos2x的一个特解,先求方程y"+y=-3e2ix的一个特解。
由于λ+ωi=2i不是特征根,故y''+y=-3e2ix的特解应设为

考点:函数