作业帮求微分方程通解 y''+y'=x^2+cosx
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/30 06:01:35
求微分方程通解 y''+y'=x^2+cosx
求微分方程通解 y''+y'=x^2+cosx
求微分方程通解 y''+y'=x^2+cosx
齐次特征方程
r^2+r=0
r=0,r=-1
所以齐次通解是y=C1+C2e^(-x)
非齐次分两部分
y''+y'=x^2和y''+y'=cosx
设第一部分特解是y1=ax^4+bx^3+cx^2+dx+e
y'=4ax^3+3bx^2+2cx+d
y''=12x^2+6bx+2c
代入得
12x^2+6bx+2c+4ax^3+3bx^2+2cx+d=x^2
4ax^3+(3b+12)x^2+(2c+6b)x+d+2c=x^2
a=0,3b+12=1,2c+6b=0,d+2c=0
a=0,b=-11/3,c=11,d=-22
y1=-11/3x^3+11x^2-22x+e
设第二部分特解是y2=asinx+bcosx
y'=acosx-bsinx
y''=-asinx-bcosx
代入得
-asinx-bcosx+acosx-bsinx=cosx
(-a-b)sinx+(a-b)cosx=cosx
a-b=1,-a-b=0
a=1/2,b=-1/2
y2=1/2sinx-1/2cosx
所以非齐次通解是
y=C1+C2e^(-x)-11/3x^3+11x^2-22x+e+1/2sinx-1/2cosx
=C+C2e^(-x)-11/3x^3+11x^2-22x+1/2sinx-1/2cosx
e^x(y''+y')=x^2e^x+cosxe^x
(y'e^x)=x^2e^x+cosxe^x
两边积分：y'e^x=∫x^2e^xdx+∫cosxe^xdx
其中，∫x^2e^xdx=x^2e^x-2∫xe^xdx=x^2e^x-2xe^x+2∫e^xdx=x^2e^x-2xe^x+2e^x+C
∫cosxe^xdx=cosxe^x+∫sinxe^xdx=co...
全部展开
e^x(y''+y')=x^2e^x+cosxe^x
(y'e^x)=x^2e^x+cosxe^x
两边积分：y'e^x=∫x^2e^xdx+∫cosxe^xdx
其中，∫x^2e^xdx=x^2e^x-2∫xe^xdx=x^2e^x-2xe^x+2∫e^xdx=x^2e^x-2xe^x+2e^x+C
∫cosxe^xdx=cosxe^x+∫sinxe^xdx=cosxe^x+sinxe^x-∫cosxe^x
所以∫cosxe^xdx=(sinx+cosx)e^x/2+C
所以y'e^x=(x^2-2x+2)e^x+(sinx+cosx)e^x/2+C1
y'=x^2-2x+2+(sinx+cosx)/2+C1e^(-x)
两边积分：y=x^3/3-x^2+2x+(sinx-cosx)/2+C1e^(-x)+C2
感觉好像没有 经济学硕士午后蓝山 里面那么多的11啊。。。
收起