решить все задания решить все задания.">

marina27081981 marina27081981    3   30.05.2020 10:32    3

Ответы
666Лисица666 666Лисица666  14.09.2020 22:59

y''+4y'+3y=75e^{2x}

Преобразования Лапласа:

y(x)\rightarrow Y(p)

y'(x)\rightarrow pY(p)-y(0)=pY(p)-10

y''(x)\rightarrow p^2Y(p)-py(0)-y'(0)=p^2Y(p)-10p-1

e^{2x}\rightarrow\dfrac{1}{p-2}

После преобразования получим:

p^2Y(p)-10p-1+4(pY(p)-10)+3Y(p)=75\cdot\dfrac{1}{p-2}

Далее, для краткости Y(p)=Y

p^2Y-10p-1+4(pY-10)+3Y=\dfrac{75}{p-2}

p^2Y-10p-1+4pY-40+3Y=\dfrac{75}{p-2}

(p^2+4p+3)Y=\dfrac{75}{p-2}+10p+41

(p^2+4p+3)Y=\dfrac{75+(10p+41)(p-2)}{p-2}

Y=\dfrac{75+10p^2-20p+41p-82}{(p-2)(p^2+4p+3)}

Y=\dfrac{10p^2+21p-7}{(p-2)(p+1)(p+3)}

Разложим дробь на составляющие:

\dfrac{10p^2+21p-7}{(p-2)(p+1)(p+3)}=\dfrac{A}{p-2}+\dfrac{B}{p+1}+\dfrac{C}{p+3}=

=\dfrac{A(p+1)(p+3)+B(p-2)(p+3)+C(p-2)(p+1)}{(p-2)(p+1)(p+3)}=

=\dfrac{A(p^2+4p+3)+B(p^2+p-6)+C(p^2-p-2)}{(p-2)(p+1)(p+3)}=

=\dfrac{(A+B+C)p^2+(4A+B-C)p+3A-6B-2C}{(p-2)(p+1)(p+3)}

Условие равенства дробей:

\begin{cases} A+B+C=10\\ 4A+B-C=21\\3A-6B-2C=-7 \end{cases}

Из первого уравнения выразим С:

C=10-A-B

Подставим в оставшиеся уравнения:

\begin{cases} 4A+B-(10-A-B)=21\\3A-6B-2(10-A-B)=-7 \end{cases}

\begin{cases} 4A+B-10+A+B=21\\3A-6B-20+2A+2B=-7 \end{cases}

\begin{cases} 5A+2B=31\\5A-4B=13 \end{cases}

\begin{cases} 10A+4B=62\\5A-4B=13 \end{cases}

Сложим уравнения:

15A=75

A=5

Находим В:

5\cdot5+2B=31

2B=6

B=3

Находим С:

C=10-5-3=2

Разложение Y на составляющие:

Y(p)=\dfrac{5}{p-2}+\dfrac{3}{p+1}+\dfrac{2}{p+3}

Обратное преобразование Лапласа:

Y(p)\rightarrow y(x)

\dfrac{1}{p-2}\rightarrow e^{2x}

\dfrac{1}{p+1}\rightarrow e^{-x}

\dfrac{1}{p+3}\rightarrow e^{-3x}

Искомое решение:

y(x)=5e^{2x}+3e^{-x}+2e^{-3x}

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Математика