Дифференцированные уравнения.

Найти общее решение уравнения.

4y'' + 3y' - y = ( 5x^2 ) + x

Полное решение, чем подробнее тем лучше. За ранее если очень выручите.

marissavyd marissavyd    2   24.04.2020 14:40    0

Ответы
Tigr111111112 Tigr111111112  13.10.2020 20:06

Найдем сначала общее решение соответствующего однородного дифференциального уравнения

4y''+3y'-y=0

Пусть y=e^{kx}, мы получим характеристическое уравнение

4k^2+3k-1=0

k_1=-1\\ k_2=\frac{1}{4}

y_{o.o.}=C_1e^{-x}+C_2e^{\frac{x}{4}} — общее решение однородного диф. ур.

Найдём теперь частное решение. Рассмотрим функцию f(x)=5x^2+x

P_n(x)=5x^2+x отсюда n=2; \alpha =0. Сравнивая \alpha с корнями характеристического уравнения и, принимая во внимая, что \alpha =0, частное решение будем искать в виде:

\overline{y}=Ax^2+Bx+C\\ y'=2Ax+B\\ y''=2A

Подставляем в исходное дифференциальное уравнение

4\cdot 2A+3\cdot (2Ax+B)-(Ax^2+Bx+C)=5x^2+x\\ \\ 8A+6Ax+3B-Ax^2-Bx-C=5x^2+x\\ \\ -Ax^2+(6A-B)x+8A+3B-C=5x^2+x

Приравниваем коэффициенты при степени x

-A=5 откуда A=-5

6A-B=1 откуда B=-31

8A+3B-C=0 откуда C=-133

Частное решение: \overline{y}=-5x^2-31x-133

Общее решение линейного неоднородного дифференциального уравнения:

y=y_{o.o.}+\overline{y}=C_1e^{-x}+C_2e^{\frac{x}{4}}-5x^2-31x-133

ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Математика