2次微分方程的通解.docVIP

  1. 1、本文档共8页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
  5. 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
  6. 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们
  7. 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
  8. 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
2次微分方程的通解

第六节 二阶常系数齐次线性微分方程 教学目的:使学生掌握二阶常系数齐次线性微分方程的解法,了解二阶常系数非齐次线性微分方程的解法 教学重点:二阶常系数齐次线性微分方程的解法 教学过程: 一、二阶常系数齐次线性微分方程 二阶常系数齐次线性微分方程: 方程 y??+py?+qy=0 称为二阶常系数齐次线性微分方程, 其中p、q均为常数. 如果y1、y2是二阶常系数齐次线性微分方程的两个线性无关解, 那么y=C1y1+C2y2就是它的通解. 我们看看, 能否适当选取r, 使y=erx 满足二阶常系数齐次线性微分方程, 为此将y=erx代入方程 y??+py?+qy=0 得 (r 2+pr+q)erx =0. 由此可见, 只要r满足代数方程r2+pr+q=0, 函数y=erx就是微分方程的解. 特征方程: 方程r2+pr+q=0叫做微分方程y??+py?+qy=0的特征方程. 特征方程的两个根r1、r2可用公式 求出. 特征方程的根与通解的关系: (1)特征方程有两个不相等的实根r1、r2时, 函数、是方程的两个线性无关的解. 这是因为, 函数、是方程的解, 又不是常数. 因此方程的通解为 . (2)特征方程有两个相等的实根r1=r2时, 函数、是二阶常系数齐次线性微分方程的两个线性无关的解. 这是因为, 是方程的解, 又 , 所以也是方程的解, 且不是常数. 因此方程的通解为 . (3)特征方程有一对共轭复根r1, 2=a?ib时, 函数y=e(a+ib)x、y=e(a?ib)x是微分方程的两个线性无关的复数形式的解. 函数y=eaxcosbx、y=eaxsinbx是微分方程的两个线性无关的实数形式的解. 函数y1?e(a+ib)x和y2?e(a?ib)x都是方程的解? 而由欧拉公式? 得 y1?e(a+ib)x?e?x(cos?x?isin?x)? y2?e(a?ib)x?e?x(cos?x?isin?x)? y1?y2?2e?xcos?x? ? y1?y2?2ie?xsin?x? ? 故eaxcosbx、y2=eaxsinbx也是方程解. 可以验证, y1=eaxcosbx、y2=eaxsinbx是方程的线性无关解. 因此方程的通解为 y=eax(C1cosbx+C2sinbx ). 求二阶常系数齐次线性微分方程y??+py?+qy=0的通解的步骤为: 第一步 写出微分方程的特征方程 r2+pr+q=0 第二步 求出特征方程的两个根r1、r2. 第三步 根据特征方程的两个根的不同情况, ???出微分方程的通解. 例1 求微分方程y??-2y?-3y=0的通解. 解 所给微分方程的特征方程为 r2-2r-3=0, 即(r?1)(r?3)?0? 其根r1=-1, r2=3是两个不相等的实根, 因此所求通解为 y=C1e-x+C2e3x. 例2 求方程y??+2y?+y=0满足初始条件y|x=0=4、y?| x=0=-2的特解. 解 所给方程的特征方程为 r2+2r+1=0, 即(r?1)2?0? 其根r1=r2=?1是两个相等的实根, 因此所给微分方程的通解为 y=(C1+C2x)e-x. 将条件y|x=0=4代入通解, 得C1=4, 从而 y=(4+C2x)e-x. 将上式对x求导, 得 y?=(C2-4-C2x)e-x. 再把条件y?|x=0=-2代入上式, 得C2=2. 于是所求特解为 x=(4+2x)e-x. 例 3 求微分方程y??-2y?+5y= 0的通解. 解 所给方程的特征方程为 r2-2r+5=0? 特征方程的根为r1=1?2i? r2=1?2i? 是一对共轭复根? 因此所求通解为 y=ex(C1cos2x+C2sin2x). n 阶常系数齐次线性微分方程: 方程 y(n) +p1y(n-1)+p2 y(n-2) + ? ? ? + pn-1y?+pny=0, 称为n 阶常系数齐次线性微分方程, 其中 p1, p2 , ? ? ? , pn-1, pn都是常数.

文档评论(0)

185****7617 + 关注
实名认证
文档贡献者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档