求下列微分方程满足初始条件的特解y✀✀+4y✀=sin2x,当x=0时y=1⼀4,y✀=0

2024-11-18 05:21:42
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回答1:

解:∵微分方程为y"+4y'=sin2x
∴设y'=u,有u'+4u=sin2x,
u'e^4x+4ue^4x=sin2x·e^4x,
(ue^4x)'=sin2x·e^4x,
ue^4x=0.2sin2x·e^4x-
0.1cos2x·e^4x+a(a为任意常数)
∵y'(0)=0 ∴有a=0.1
∴y'=0.2sin2x-0.1cos2x+0.1e^(-4x)
y=-0.1cos2x-0.05sin2x-
0.025e^(-4x)+c(c为任意常数)
∵y(0)=0.25 ∴有0.25=-0.1-0.025+c
c=0.375
∴方程的通解为y=-0.1cos2x-0.05
sin2x-0.025e^(-4x)+0.375

回答2:

哈哈,楼上待定系数法,不过我喜欢微分算子法,简单快捷,适合2次以上微分方程。

回答3:

回答4:

齐次方程的特征方程为r²+4r=0,特征根为r1=0,r2=-4
所以齐次方程通解为y=C1e^(-4x)+C2
原方程特解可设为y=asin2x+bcos2x
y'=2acos2x-2bsin2x
y''=-4asin2x-4bcos2x
代入原方程得(-4a-8b)sin2x+(8a-4b)cos2x=sin2x
8a-4b=0
-4a-8b=1
则a=-1/20,b=-1/10
所以特解为y=-1/20 sin2x-1/10 cos2x
所以原方程通解为y=C1e^(-4x)-1/20 sin2x-1/10 cos2x+C2
x=0时,y=C1-1/10+C2=1/4
y'=-4C1e^(-4x)-1/10cos2x+1/5 sin2x
x=0时,y'=-4C1-1/10=0
C1=-1/40
C2=3/8
所以原方程特解为y=-1/40 e^(-4x)-1/20 sin2x-1/10 cos2x+3/8