Как найти решение задачи общего дифференциального уравнения второго порядка y'' + 9y = 0, если заданы начальные условия y(0) = 0 и y'(0) = 3?
Алгебра 11 класс Дифференциальные уравнения второго порядка решение дифференциального уравнения дифференциальное уравнение второго порядка начальные условия алгебра 11 класс задача по алгебре
Для решения задачи общего дифференциального уравнения второго порядка y'' + 9y = 0 с заданными начальными условиями y(0) = 0 и y'(0) = 3, следуем следующим шагам:
Уравнение y'' + 9y = 0 является линейным однородным уравнением с постоянными коэффициентами. Для его решения найдем характеристическое уравнение:
Решая это уравнение, получаем:
Корни характеристического уравнения являются комплексными. Это означает, что общее решение будет иметь вид:
Теперь подставим начальные условия в общее решение:
Подставляем t = 0 в общее решение:
Таким образом, C1 = 0.
Сначала найдем производную y(t):
Теперь подставим t = 0:
По условию y'(0) = 3, значит:
Теперь, подставив найденные значения C1 и C2 в общее решение, получаем:
Ответ: Решение задачи общего дифференциального уравнения второго порядка с заданными начальными условиями: y(t) = sin(3t).