齐次微分方程的通解(一阶线性微分方程的通解推导)

本文主要内容,介绍求微分方程y”+y=(sin3x+cos3x)e^2x通解的方法。

齐次微分方程的通解(一阶线性微分方程的通解推导)

解:

微分方程的特征方程为:

r2+1=0,

r1,2=±i,

即该方程的齐次微分方程的通解为:

y*=c1sinx+c2cosx;

又因为λ+iw=2+3i,不是特征方程的根,则设特解为:

y1=(msin3x+ncos3x)e^2x;

两次求导得:

y1′

=(3mcos3x-3nsin3x)e^2x+2(msin3x+ncos3x)e^2x;

=(3mcos3x-3nsin3x+2msin3x+2ncos3x)e^2x;

=[(2m-3n)sin3x+(3m+2n)cos3x]e^2x。

y1”

=[(6m-9n)cos3x-(9m+6n)sin3x]e^2x+2[(2m-3n)sin3x+

(3m+2n)cos3x]e^2x;

=[(-5m-12n)sin3x+(12m-5n)cos3x]e^2x;

此时y1”+y

=[(-4m-12n)sin3x+(12m-4n)cos3x]e^2x=(sin3x+cos3x)e^2x;

则:

-4m-12n=1且12m-4n=1,求得:m=1/20,n=-1/10。

y1=[(1/20)sin3x-(1/10)cos3x]e^2x;

微分方程的通解为:

y=y*+y1=c1sinx+c2cosx+[(1/20)sin3x-(1/10)cos3x]e^2x。

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