[2007年] 二阶常系数非齐次线性微分方程y"-4y′+3y=2e2x的通解为________.

admin2019-05-10  42

问题 [2007年]  二阶常系数非齐次线性微分方程y"-4y′+3y=2e2x的通解为________.

选项

答案求出对应的齐次方程的通解及原方程的一个特解,其和即为所求的通解, 也可用凑导数法求之. 解一 其特征方程为λ2一4λ+3=0,其特征根为λ1=1,λ2=3.对应齐次微分方程 y"一4y′+3y=0的通解为Y=C1ex+C2e3x. 又设非齐次微分方程y"一4y′+3y=2e2x的特解为y*=Ae2x,将其代入该非齐次方程得到A=一2,故所求通解为 y=Y+y*=C1ex+C2e3x一2e2x, C1与C2为任意常数. 解二 原方程可化为 y"一3y′一(y′一3y)=(y′一3y)′一(y′一3y)=2e2x. e-x(y′一3y)′+(e-x)′(y′一3y)一2ex, 即 [e-x(y′一3y)]′=2ex, 故 e-x(y′一3y)一2ex+C0, 即 y′一3y=2e2x+C0ex. 又 e-3xy′+(e-3x)′y=2e-x+C0e-2x, 即 (e-3xy)′=2e-x+C0e-2x, 故 e-3xy=一2e-x一(1/2)C0e-2x+C2, 所以其通解为y=一2e2x+C1ex+C2e3x,其中C1=一C0/2,C2为任意常数.

解析
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