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f''(x)-f'(x)-2f(x)=o,f'(0)=-2,f(0)=2,求f(1).

来源:学生作业帮 编辑:搜搜考试网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/03 06:44:07
f''(x)-f'(x)-2f(x)=o,f'(0)=-2,f(0)=2,求f(1).
f''(x)-f'(x)-2f(x)=o,f'(0)=-2,f(0)=2,求f(1).
这里是二阶线性常系数齐次方程,就设f(x)=e^(ax)
得到特征方程
a^2-a-2=0
(a-2)(a+1)
a1=2,a2=-1
则方程通解是f(x)=Ae^(2x)+Be^(-x)
A,B是常数
有初始条件,f(0)=2
A+B=2
f'(0)=-2
2A-B=-2
解得A=0,B=2
f(x)=2e^(-x)
f(1)=2/e
再问: 二阶线性常系数齐次方程的特征是什么?它的通解是什么??
再答: 二阶线性常系数齐次方程就是 y''+py'+qy=0 这样的形式,pq都是常数,等号右边必须是零。 通解是两个线性无关的特解的线性组合,如下 这时候,就设 y=e^(λx) 代入原方程得到 λ^2+pλ+q=0 这叫做线性齐次方程的特征方程,然后分三种情况(你的方程只是第一种情况,后面可以不看) ①λ解出来后是两个不同的实数根 λ1、λ2 这时就有了两个线性无关的特解,e^(λ1*x)、e^(λ2*x) 则通解是它们的线性组合 y=C1*e^(λ1*x)+C2*e^(λ2*x) ②λ解出两个相同的实数根 那么e^(λx)作为其中一个特解,要再求得另一个特解 直接给出另一个特解是 xe^(λx)(证明略,要看的话自己去找高数) 则 y=C1*e^(λx)+C2*xe^(λx) ③λ解出两个共轭复数,λ1=a+bi、λ2=a-bi 这时取其中一个复数根,如a+bi,代入y=e^(λx)的式子,用欧拉方程e^(ix)=cosx+isinx 得到 y=e^(ax)*[cosbx+isinbx] 其中实数部和虚数部分别取出作为两个线性无关解(为什么可以详见高数) y=e^(ax)*[C1*cosbx+C2*sinbx]