次の微分方程式の一般解を求めなさい.
y″+y′−2y=ex+2x
y=c1ex+c2xe−2x+13xex−x−12
(ただしc1,c2 は任意定数)
まず,特性方程式を立てると
t2+t−2t=0
となる.
次に,非同次項がex はt=1 の解に対応している.よって与式の特殊解の一つ yp は
yp=c1xex+c2x+c3
の形とする.
(t+2)(t−1)=0
t=1,−2
よって一般解は
y=c1ex+c2e−2x, c1,c2 は任意定数
(定数係数線形同次微分方程式を参照)
yp′=c1ex+c1xex+c2
yp″=2c1ex+c1xex
y″+y′−2y=ex+2x のy″,y′ にyp″,yp′ を代入する.
(2c1ex+c1xex)+(c1ex+c1xex+c2)−2(c1xex+c2x+c3)=ex+2x
3c1ex−2c2x+c2−2c3=ex+2x
{3c1=1−2c2=2c2−2c3=0
c1=13,c2=−1,c3=−12 よってyp=13xex−x−12
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最終更新日: 2023年6月20日
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