Общим решением уравнения y''-2y'-3y=e4x
Другие предметы Университет Общая теория дифференциальных уравнений математический анализ уравнение общее решение Дифференциальные уравнения университет математические методы решение уравнения функции экспоненциальные функции анализ функций
Чтобы найти общее решение дифференциального уравнения второго порядка y'' - 2y' - 3y = e4x, мы должны выполнить несколько шагов:
Сначала решим однородное уравнение y'' - 2y' - 3y = 0. Для этого найдем характеристическое уравнение:
Таким образом, общее решение однородного уравнения будет:
yh(x) = C1e3x + C2e-x,
где C1 и C2 - произвольные константы.
Теперь найдем частное решение уравнения y'' - 2y' - 3y = e4x. Поскольку правая часть уравнения имеет вид e4x, мы предположим частное решение в виде yp(x) = Ae4x, где A - неизвестная константа.
Найдем производные yp(x):
Подставим yp(x), yp'(x), и yp''(x) в уравнение:
(16Ae4x) - 2(4Ae4x) - 3(Ae4x) = e4x
Упростим выражение:
(16A - 8A - 3A)e4x = e4x
(5A)e4x = e4x
Следовательно, 5A = 1, откуда A = 0.2.
Частное решение будет:
yp(x) = 0.2e4x.
Общее решение уравнения y'' - 2y' - 3y = e4x будет суммой общего решения однородного уравнения и частного решения:
y(x) = yh(x) + yp(x).
Таким образом, общее решение будет:
y(x) = C1e3x + C2e-x + 0.2e4x.