二階微分方程通解公式,就是有特徵方程的那個

2022-03-29 09:00:38 字數 4334 閱讀 6048

1樓:帥傅香漢戌

舉一個簡單的例子:

y''+3y'+2y=1

(1)其對應的齊次方程的特徵方程為:

s^2+3s+2=0

(2)因式分解:

(s+1)(s+2)=0

(3)兩個根為:

s1=-1

s2=-2

(4)齊次方程的通解:

y1=ae^(-x)+be^(-2x)

(5)非奇方程(1)的特解:y*=

1/2(6)

於是(1)的通解為:

y=y1+y*

=1/2

+ae^(-x)

+be^(-2x)

(7)其中:a、b由初始條件確定。

2樓:委德孔女

通解是一個解集……包含了所有符合這個方程的解n階微分方程就帶有n個常數,與是否線性無關通解只有一個,但是表達形式可能不同,y=c1y1(x)+c2y2(x)是通解的話,y=c1y1(x)+c2y2(x)+y1也是通解,但y=c1y1就是特解

就你所抄的那句話來看是錯的,不是二階線性方程,而是二階線性齊次方程;在這樣的條件下成立的原因是,[y1(x)+y2(x)]'=y1(x)'+y2(x)',c1y1(x)與c2y2(x)分別滿足方程,則自然c1y1(x)+c2y2(x)也滿足方程

否則如果非齊次方程的話,應該可以從c1y1(x)與c2y2(x)均為方程的解推出y1(x)=ky2(x)

2階常係數齊次線性微分方程的通解。為什麼用特徵方程來求,這方法是怎麼來的?

3樓:神的味噌汁世界

特徵方程只是源於e^(ax)'=ae^(ax)這個特殊性質。如果你覺得這太「巧合」了,我有一個看似更令人信服的解法,即分解降解

二階線性齊次微分方程通解求法 5

4樓:墨汁諾

一、解:

求特徵方程r^2+p(x)r+q(x)=0,解出兩個特徵根r1,r2 若r1≠r2且r1,r2為實數,

則y=c1*e^(r1*x)+c2*e^(r2*x) 若r1=r2且r1,r2。

二、r是微分方程的特徵值,它是通過方程r^2-2r+5=0來求出的。

將其看成一元二次方程,判別式=4-20=-16<0,說明方程沒有實數根,但在複數範圍內有根,根為: r1=1+2i r2=1-2i;

在複數領域中,z1=a+bi 和z2=a-bi, 及兩個複數的實數部分相等,虛數部分互為相反數的複數稱為共軛複數;所以本題的兩個特徵值符合這一關係,故謂共軛復根。

擴充套件資料:

對於二階線性遞推數列,可採用特徵方程法:

對於數列

,遞推公式為

其特徵方程為

1、 若方程有兩相異根p、q ,則

2、 若方程有兩等根p ,則

5樓:情感迷茫者的解讀人

以下方法,可以參考一下

1.解: 求特徵方程r^2+p(x)r+q(x)=0,解出兩個特徵根r1,r2 若r1≠r2且r1,r2為實數, 則y=c1*e^(r1*x)+c2*e^(r2*x) 若r1=r2且r1,r2。

2.r是微分方程的特徵值,它是通過方程r^2-2r+5=0來求出的。 將其看成一元二次方程,判別式=4-20=-16<0,說明方程沒有實數根,但在複數範圍內有根,根為:

r1=1+2i r2=1-2i

只是希望能有所幫助

6樓:匿名使用者

你可以按照這個去做就可以了。如果你想具體的瞭解這些是怎麼來的,你可能要去看書本上的知識。

求二階微分方程的通解

7樓:晴天擺渡

先求對應的齊次方程2y''+y'-y=0的通解特徵方程為2r²+r-1=0

(2r-1)(r+1)=0

r=1/2或r=-1

故通解為y=c1 e^(x/2)+c2 e^(-x)因為1不是特徵根,所以設原方程的特解為y*=ae^x則y*'=y*''=ae^x

代入原方程得,2ae^x=2e^x

a=1故y*=e^x

所以原方程的通解為y=y+y*

即y=c1 e^(x/2)+c2 e^(-x)+e^x

一二階線性微分方程的通解公式

8樓:匿名使用者

解:齊次方程y''-2y'-3y=0的特徵方程是λ-2λ-3=0,解得:

λ1=3,λ2=-1。

所以齊次方程得通解是:y=ae^(3x)+be^(-x)。

只需求其特解y*。

根據右邊4e^x,可設y*=ke^x,代入左邊得:ke^x-2ke^x-3ke^x=4e^x。

解得k=-1。

特徵根方程r^2+r-2=0r=2,-1y=ae^(2x)+be^(-x)。

然後找特解待定係數,因為右端項為x^2猜測:

x^2-2ax^2+(2a-2b)x+2a+b-2c=x^2-2a=12a-2b=02a+b-2c=0a=-1/2。

9樓:匿名使用者

二階線性微分方程是指未知函式及其一階、二階導數都是一次方的二階方程,簡單稱為二階線性方程。二階線性微分方程的求解方式分為兩類,一是二階線性齊次微分方程,二是線性非齊次微分方程。

如果一個二階方程中,未知函式及其一階、二階導數都是一次方的,就稱它為二階線性微分方程,簡單稱為二階線性方程。

二階線性微分方程的求解方式分為兩類,一是二階線性齊次微分方程,二是線性非齊次微分方程。前者主要是採用特徵方程求解,後者在對應的齊次方程的通解上加上特解即為非齊次方程的通解。齊次和非齊次的微分方程的通解都包含一切的解。

二階微分方程求通解

10樓:匿名使用者

求微分方程 y''+2y'+y=5e^(-x)的通解

解:齊次方程 y''+2y'+y=0的特徵方程 r²+2r+1=(r+1)²=0的根r₁=r₂=-1;因此齊次方程的

通解為:y=[e^(-x)](c₁+c₂x);

因為原方程右邊的5e^(-x)中的指數所含 -1正好是特徵方程的重根,因此要設特解為:

y*=ax²e^(-x)..........①

y*'=2axe^(-x)-ax²e^(-x)=a(2x-x²)e^(-x)............②

y*''=a(2-2x)e^(-x)-a(2x-x²)e^(-x)=a(2-4x+x²)e^(-x)............③

將①②③代入原式得:a[(2-4x+x²)+2(2x-x²)+x²]e^(-x)=5e^(-x)

即有 2a=5,故a=5/2;∴特解 y*=(5/2)x²e^(-x);

故原方程的通解為:y=[(c₁+c₂x+(5/2)x²]e^(-x);

11樓:匿名使用者

y''+2y'+y=5e^-x

齊次特徵方程

r^2+2r+1=0

r=-1

所以齊次通解是

y=(c1+c2x)e^(-x)

由於等號右邊包含在通解中

所以設非齊次特解為

y=ax^2e^(-x)

y'=2axe^(-x)-ax^2e^(-x)y''=2ae^(-x)-2axe^(-x)-2axe^(-x)+ax^2e^(-x)

=2ae^(-x)-4axe^(-x)+ax^2e^(-x)代入原方程得

2ae^(-x)-4axe^(-x)+ax^2e^(-x)+2[2axe^(-x)-ax^2e^(-x)]+ax^2e^(-x)

=2ae^(-x)=5e^-x

a=5/2

所以特解是y=5/2x^2e^(-x)

所以非齊次通解是

y=(c1+c2x)e^(-x)+5/2x^2e^(-x)

二階常係數非齊次線性微分方程的通解公式 5

12樓:匿名使用者

這類微分方程來

有固定解法自

ay''+by'+cy=f(x)

1、先解bai

對應du的齊次方程zhiay''+by'+cy=0的通解y1解法:根據特徵方程at^2+bt+c=0的解t1,t2的是單根重根和虛根dao來組解,具體的你查書吧,我手頭沒書,得到y1=y1(t1,t2)

2、求得一組特解y*

根據f(x)的形式設計試探特解,求出試探特解的係數,得到y*3、ay''+by'+cy=f(x)的通解:y=y1+y*

13樓:水岸落日

做變數替換u = y',則方程變為2u +5ü= 15x ^ 2 +2 x +6

在一個固定的公式與積分符號的原型大量的這種形式是非常複雜的,自己開啟的書上線

三階常係數微分方程的通解怎麼求,微分方程的通解怎麼求?

常係數線性微分方程 y 2y y 2y 0,對應的特徵方程為 3 2 2 2 0,將 化簡得 2 1 2 0,求得方程 的特徵根分別為 1 2,2 i,於是方程 的基本解組為 e2x,cosx,sinx,從而方程 的通解為 y x c1e2x c2cosx c3sinx,其中c1,c2,c3為任意常...

高數二階常係數非齊次線性微分方程問題第二種情況,為什麼Q(x怎麼來的

看懂第一行就可以了。如果是單根,那麼第二個圈中是0.特解中,qm x 必定沒有常數項,因此可提出因子x 因為在計算齊來次式的通解時,源 二階常係數齊次線性微分方程特解是怎麼得到的 150 標準形式 y py qy 0 特徵方程 r 2 pr q 0 通解兩個不相等的實根 y c1e r1x c2e ...

高等數學小練習題求二階線性常係數微分方程的通解

特徵方程 r 2 5r 6 0,特徵根 r 2,r 3 對於微分方程 y 5y 6y 4,得特解 y 2 3 對於微分方程 y 5y 6y 3e 2x 2 是單特徵值,則 特解形式應設為 y axe 2x 代入微分方程得 a 3,則特解是 y 3xe 2x 於是 原微分方程的通解是 y ae 2x ...