Вопрос задан 03.07.2023 в 02:23. Предмет Математика. Спрашивает Пестунова Алинка.

Линейные неоднородные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами. Найти общее решение.

y''-2y'+5y=e^xcos2x
0 0
Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Внимание! Ответы на вопросы дают живые люди. Они могут содержать ошибочную информацию, заблуждения, а также ответы могут быть сгенерированы нейросетями. Будьте внимательны. Если вы уверены, что ответ неверный, нажмите кнопку "Пожаловаться" под ответом.
Отвечает Борина Полина.

Ответ:

на фото

Пошаговое объяснение:

там где три точки стоят, я y~ и его производные подставила в НЛДУ и сокращала все на черновике, а то слишком много расписывать :)


0 0
Отвечает нейросеть ChatGpt. Будьте внимательны, ответы нейросети могут содержать ошибочные или выдуманные данные.

Для решения данного линейного неоднородного уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами, мы сначала найдем общее решение соответствующего однородного уравнения, а затем применим метод вариации постоянных для нахождения частного решения неоднородного уравнения.

Исходное уравнение: y2y+5y=excos(2x)y'' - 2y' + 5y = e^x \cos(2x)

  1. Однородное уравнение: Сначала найдем общее решение однородного уравнения: y2y+5y=0.y'' - 2y' + 5y = 0.

Характеристическое уравнение этого однородного уравнения: r22r+5=0.r^2 - 2r + 5 = 0.

Решим характеристическое уравнение для нахождения корней rr: r=2±2241521=1±2i.r = \frac{2 \pm \sqrt{2^2 - 4 \cdot 1 \cdot 5}}{2 \cdot 1} = 1 \pm 2i.

Корни комплексные: r1=1+2ir_1 = 1 + 2i и r2=12ir_2 = 1 - 2i. Обозначим их как r1=α+βir_1 = \alpha + \beta i и r2=αβir_2 = \alpha - \beta i, где α=1\alpha = 1 и β=2\beta = 2.

Тогда общее решение однородного уравнения: yh(x)=eαx(Acos(βx)+Bsin(βx)),y_h(x) = e^{\alpha x} (A \cos(\beta x) + B \sin(\beta x)), где AA и BB - произвольные постоянные.

  1. Нахождение частного решения неоднородного уравнения: Теперь используем метод вариации постоянных для нахождения частного решения неоднородного уравнения.

Предположим, что частное решение имеет вид: yp(x)=ex(Ccos(2x)+Dsin(2x)),y_p(x) = e^x (C \cos(2x) + D \sin(2x)), где CC и DD - функции, которые нужно найти.

Вычислим производные: yp(x)=ex((C2C)cos(2x)+(D+2D)sin(2x)),y_p'(x) = e^x ((C' - 2C) \cos(2x) + (D' + 2D) \sin(2x)), yp(x)=ex((C4C)cos(2x)+(D+4D)sin(2x)).y_p''(x) = e^x ((C'' - 4C) \cos(2x) + (D'' + 4D) \sin(2x)).

Подставим эти производные в исходное уравнение: ex((C4C)cos(2x)+(D+4D)sin(2x))2ex((C2C)cos(2x)+(D+2D)sin(2x))+5ex(Ccos(2x)+Dsin(2x))=excos(2x).e^x ((C'' - 4C) \cos(2x) + (D'' + 4D) \sin(2x)) - 2 e^x ((C' - 2C) \cos(2x) + (D' + 2D) \sin(2x)) + 5 e^x (C \cos(2x) + D \sin(2x)) = e^x \cos(2x).

Упростим уравнение, деля обе стороны на exe^x: (C4C2C+4C)cos(2x)+(D+4D+2D+2D)sin(2x)=cos(2x).(C'' - 4C - 2C' + 4C) \cos(2x) + (D'' + 4D + 2D' + 2D) \sin(2x) = \cos(2x).

Так как левая часть имеет вид cos(2x)\cos(2x) и sin(2x)\sin(2x), то равенство возможно, если: C2C+5C=0,C'' - 2C' + 5C = 0, D+2D+5D=1.D'' + 2D' + 5D = 1.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Предметы
Задать вопрос