Пожалуйста помогите найти общее решение дифференциального уравнения второго порядка с...

0 голосов
13 просмотров

Пожалуйста помогите найти общее решение дифференциального уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами y"+6*y'+5*y=x*e^(-x)


Алгебра (14 баллов) | 13 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов

Характеристическое уравнение однородного диф. уравнения имеет вид:

k^{2} +6k+5=0 Корни этого уравнения: k=-5 и k=-1, поэтому общее решение однородного уравнения y=C₁*e^{-5x} +C₂*e^{-x}

Найдем частное решение неоднородного уравнения в виде

u=x*(Ax+B)*e^{-x}

производная u= (2Ax+B)*e^{-x}-(Ax^{2} +Bx) *e^{-x}

вторая производная u=2Ae^{-x} -(2Ax+B)*e^{-x} +(Ax^{2} +Bx)*e^{-x} -(2Ax+B)e^{-x} *

Подставляя в исходное уравнение производные имеем систему уравнений: УРАВНЕНИЕ ПРИ СТЕПЕНИ x^{2} имеет вид 5А-6А+А=0, 0А=0, верно при любом значении А.

\left \{ {{5B+12A-6B-2A-2A+B=1} \atop {6B+2A-B-B=0}} \right.

Имеем: \left \{ {{8*A=1} \atop {4B+2A=0}} \right.

\left \{ {{A=\frac{1}{8} } \atop {B=-\frac{1}{2}A}=-\frac{1}{16} } \right.

Таким образом, общее решение исходного уравнения имеет вид:

y=C*e^{-5x} +C*e^{-x} +x*(\frac{1}{8}x-\frac{1}{16} )*e^{-x}



(1.0k баллов)