求y的二阶导-3*y的一阶导+2*y=x*e^2x的通解

2025-03-06 21:12:28
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回答1:

求 y"-3y'+2y=xe²ˣ 的通解
解:特征方程为
λ²-3λ+2=0,即 (λ-1)(λ-2)=0,
故特征根为 λ₁=1,λ₂=2,
所以原方程对应齐次方程的通解为
Y=C₁eˣ+C₂e²ˣ,
因非齐次项为xe²ˣ,而λ=2是上面特征方程的单根,故可设原方程的一个特解为
y*=x(ax+b)e²ˣ=(ax²+bx)e²ˣ,

y*'=[(ax²+bx)+(2ax+b)]e²ˣ
=[ax²+(2a+b)x+b]e²ˣ,
y*"=[ax²+(2a+b)x+b+2ax+(2a+b)]e²ˣ
=[ax²+(4a+b)x+2a+2b]e²ˣ,
把它们代入原方程得
{[ax²+(4a+b)x+2a+2b]
-3[ax²+(2a+b)x+b]+2(ax²+bx)}e²ˣ
=xe²ˣ,
即 -2ax+(2a-b)=x,
比较系数得 -2a=1,2a-b=0,
解得 a=-1/2,b=-1,
故 y*=-(x²/2+x)e²ˣ,
所以原方程的通解为
y=Y+y*=C₁eˣ+C₂e²ˣ-(x²/2+x)e²ˣ .