Дано линейное дифференциальное уравнение второго порядка: y''+y'-2y=0.Приведите решение данного уравнения.
Другие предметы Колледж Линейные дифференциальные уравнения второго порядка линейное дифференциальное уравнение решение уравнения математика колледж дифференциальные уравнения второго порядка метод решения уравнений
Решим линейное дифференциальное уравнение второго порядка: y'' + y' - 2y = 0.
Для начала, мы найдем характеристическое уравнение, которое соответствует данному дифференциальному уравнению. Для этого заменим производные на переменные:
Таким образом, характеристическое уравнение будет выглядеть так:
r² + r - 2 = 0
Теперь решим это квадратное уравнение. Мы можем использовать формулу для нахождения корней квадратного уравнения:
r = (-b ± √(b² - 4ac)) / 2a
В нашем случае:
Подставим значения в формулу:
r = (-1 ± √(1² - 4 * 1 * (-2))) / (2 * 1)
Посчитаем дискриминант:
1² - 4 * 1 * (-2) = 1 + 8 = 9
Теперь подставим дискриминант обратно в формулу:
r = (-1 ± √9) / 2
Так как √9 = 3, получаем два корня:
Теперь, когда мы нашли корни характеристического уравнения, мы можем записать общее решение дифференциального уравнения:
y(t) = C1 * e^(r1 * t) + C2 * e^(r2 * t)
Где C1 и C2 - произвольные постоянные, а r1 и r2 - корни, которые мы нашли. Подставив значения r1 и r2, получаем:
y(t) = C1 * e^(1 * t) + C2 * e^(-2 * t)
Или, более компактно:
y(t) = C1 * e^t + C2 * e^(-2t)
Таким образом, общее решение данного линейного дифференциального уравнения второго порядка:
y(t) = C1 * e^t + C2 * e^(-2t)