<<

23. Линейные однородные ур-я 2го порядка с постоян-ми коэф

y''+a1y+a2y=f(x) (5), a1, a2-const. Введем в рассмотр-ие ф-ю y=erx , тогда y'=rerx , y=r2erx.

Подставим в ур-е (5):r2er x+a1rer x+a2er x=0, erx(r2+a1r+a2)=0, erx≠ 0. Чтобы ф-я erх являлась реш-ем ур-я (5) надо чтобы r2+a1r+a2=0 (6). Ур-е (6) явл характеристическим ур-м ур-я (5), чтобы составить характеристическое ур-е нужно заменить у на 1, у'=r, y''=r2. В зависимости от того какие корни будут в ур-ии (6) будет выглядеть общее реш-е ур-я (5). Д/корней ур-я (6) возможны 3 случая: 1) r1≠ r2, r1,r2 R (D>0). Имеем 2 частных реш-я: er1x, er2x и =>согласно теор, общее реш-е будет иметь вид у=C1er1x+C2er2x, 2) r1=r2, r2,r1 R(D=0)имеем только1 решение.Покажем,что в качестве 2 реш-я можно взять y1=er1x,y2=xer1x, y2=er1x+xr1er1x, y2=r1er1x+r1er1x+xr12er1; r1er1x+r1er1x+xr12er1+a1er1 x+a1xr1er1 x+a2xer1 x=er1 x(2r1+a1+x(r12+a1r1+a2))=0 при 2r1+a1=0,т.к r1-двукратный корень ур-я r2+a1r+a2=0,то r1+r2=-a1, 2r1=-a1

Т.о. имея 2 линейно независимых частных реш-я можем записать общее реш-е однородного ур-ия. yобщ=С1еr2 x+C2xer1 x, 3)r1 и r2 (D(***):

. Положим , тогда .

Продифференцируем еще раз: и подставим в уравнение (*):

Получаем 2 соотношение дляи.Т.о. получаем систему для опред-ия и:

Из этой системы мы определим и , а затем интегрированием этих функций находим сами функции и .

<< |
Источник: Неизвестный. Экзамен по высшей математике. 2 семестр. 2015

Еще по теме 23. Линейные однородные ур-я 2го порядка с постоян-ми коэф:

  1. Интегрирование линейной однородной системы ДУ с постоянными коэффициентами методом Эйлера.
  2. Нормальные системы линейных однородных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами.
  3. § 57, Линейные дифференциальные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами
  4. 35.Однородное линейное ДУн-го порядка с действительными пост. коэффициентами.
  5. 36.Однородное линейное ДУн-го порядка с действительными пост. коэффициентами.
  6. Линейные однородные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами.
  7. Решение линейного дифференциального уравнения n-ного порядка с постоянными коэффициентами
  8. Линейные однородные дифференциальные уравнения в частных производных первого порядка.
  9. Общее решение линейного однородного дифференциального уравнения второго порядка.
  10. 16. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения высших порядков. Метод вариации произвольной постоянной
  11. Линейные однородные дифференциальные уравнения.
  12. Линейные однородные дифференциальные уравнения с произвольными коэффициентами.
  13. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения с постоянными коэффициентами.
  14. 4. Линейные дифференциальные уравнения 1 порядка.
  15. §2. Линейная и постоянная функции
  16. Линейные дифференциальные уравнения высших порядков.