作业帮 > 数学 > 作业

二阶非齐次线性微分方程y''-4y'-5y=(x^2)*(e^2x)的解

来源:学生作业帮 编辑:神马作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/17 23:24:30
二阶非齐次线性微分方程y''-4y'-5y=(x^2)*(e^2x)的解
二阶非齐次线性微分方程y''-4y'-5y=(x^2)*(e^2x)的解
特征方程为:λ^2-4λ-5=0
解得:λ=5或λ=-1
齐次方程的通解为:C1e^(5x)+C2e^(-x)
下面找非齐次的特由于2不是特征根,特解形式为:y1=(ax^2+bx+c)e^(2x)
将y1代入原微分方程确定系数
y1'=(2ax+b)e^(2x)+2(ax^2+bx+c)e^(2x)
y1''=2ae^(2x)+4(2ax+b)e^(2x)+4(ax^2+bx+c)e^(2x)
代入原微分方程比较系数得:a=-1/9,b=0,c=-2/81
y1=(-2/81-1/9x^2)*exp(2x)
y=C1e^(5x)+C2e^(-x)-(2/81+1/9x^2)*e^(2x)
数学软件Maple验算,结果正确
> ODE:=diff(y(x),x$2)-4*diff(y(x),x)-5*y(x)=x^2*exp(2*x);
> dsolve(ODE,y(x));
exp(-x)*_C2+exp(5*x)*_C1-1/81*(2+9*x^2)*exp(2*x)