设p(x),q(x),f(x)≠0均是关于x的已知连续函数,y1(x),y2(x),y3(x)是y″+ p(x)yˊ+q(x)y=f(x)的3个线性无关的解,C1,C2是两个任意常数,则该非齐次方程的通解是 ( )

admin2020-07-03  32

问题 设p(x),q(x),f(x)≠0均是关于x的已知连续函数,y1(x),y2(x),y3(x)是y″+ p(x)yˊ+q(x)y=f(x)的3个线性无关的解,C1,C2是两个任意常数,则该非齐次方程的通解是    (    )

选项 A、C1y1+ (C2-C1) y2-(1+ C2) y3
B、(C1-C2)y1+( C2-1) y2+(1-C1) y3
C、(C1+C2) y1+(C1-C2)y2+(1-C1) y3
D、C1y1+ C2y2+(1-C1-C2) y3

答案D

解析 实际上有下述定理.设p(x),q(x)与f(x)均为连续函数,f(x)≠0,考虑下述两个方程
y″+p(x)yˊ+q(x)y= f(x)    (*)
及对应的齐次方程
y″+p(x)yˊ+q(x)y=0    (**)
①设y1(x),y2(x),y3(x)是(*)的3个解,A,B,C为常数.并设
y=A y1(x)+B y2(x)+Cy3(x).    (***)
则(***)是(*)的解的充要条件是
A+B+C=1;
式(***)是(**)的解的充要条件是
A+B+C=0.
②设y1(x),y2(x),y3(x)是(*)的3个线性无关的解,A,B,C中两个为任意常数.
则(***)是(*)的通解的充要条件是
A+B+C=1;
式(***)是(**)的通解的充要条件是
A+B+C=0.
本题用到上述②.验算上述y1,y2,y3的系数之和,D的系数之和为C1+C2+(1-C1-C2)=1.所以D是通解.
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