ВУЗы и колледжи
Как решить дифференциальное уравнение y"-4y'+5y=5x-3 y(0)=2 y'(0)=-1
по-моему уравнение не правильно написано)))
Это линейное неоднородное дифференциальное уравнение второго порядка с постоянными коэффициентами. Значит его общее решение у имеет вид:
у = у0 + у1, где
у0 - общее решение соответствующего однородного уравнения
у1 - частное решение исходного уравнения.
Найдем у0. Для этого составим и решим соответствующее однородное уравнение
y'' - 4y' + 5y = 0
k^2 - 4k + 5 = 0 - характеристическое уравнение.
k1 = 2+i, k2 = 2-i
Тогда у0 = e^(2x) * ( C1cos(x) + C2sin(x) ) - общее решение соответствующего однородного уравнения.
Найдем частное решение неоднородного уравнения у1. Так как правая часть исходного уравнения представляет собой многочлен первой степени и корни характеристического уравнения отличны от нуля, то частное решение будем искать в виде:
у1 = Ах + В. Чтобы найти коэффициенты А и В найдем (y1)' и (y1)''
(y1)' = A
(y1)'' = 0
Подставим значения у1, (y1)' и (y1)'' в исходное уравнение и получим:
-4А + 5Ах + 5В = 5х - 3.
Отсюда 5А=5 и 5В - 4А = -3. Тогда А = 1, В =1/5
Таким образом у1 примет вид
у1 = х + 1/5
В итоге получаем:
у = e^(2x) * ( C1cos(x) + C2sin(x) ) + х + 1/5 - общее решение исходного уравнения.
Чтобы найти решение задачи Коши (то есть чтобы решение удовлетворяло заданным начальным условиям) нужно найти первую производную полученного решения и подставить начальные условия. Получаем С1 = 9/5, С2 = -28/5
Ответ: у = e^(2x) * ( 9/5 * cos(x) - 28/5 * sin(x) ) + х + 1/5
у = у0 + у1, где
у0 - общее решение соответствующего однородного уравнения
у1 - частное решение исходного уравнения.
Найдем у0. Для этого составим и решим соответствующее однородное уравнение
y'' - 4y' + 5y = 0
k^2 - 4k + 5 = 0 - характеристическое уравнение.
k1 = 2+i, k2 = 2-i
Тогда у0 = e^(2x) * ( C1cos(x) + C2sin(x) ) - общее решение соответствующего однородного уравнения.
Найдем частное решение неоднородного уравнения у1. Так как правая часть исходного уравнения представляет собой многочлен первой степени и корни характеристического уравнения отличны от нуля, то частное решение будем искать в виде:
у1 = Ах + В. Чтобы найти коэффициенты А и В найдем (y1)' и (y1)''
(y1)' = A
(y1)'' = 0
Подставим значения у1, (y1)' и (y1)'' в исходное уравнение и получим:
-4А + 5Ах + 5В = 5х - 3.
Отсюда 5А=5 и 5В - 4А = -3. Тогда А = 1, В =1/5
Таким образом у1 примет вид
у1 = х + 1/5
В итоге получаем:
у = e^(2x) * ( C1cos(x) + C2sin(x) ) + х + 1/5 - общее решение исходного уравнения.
Чтобы найти решение задачи Коши (то есть чтобы решение удовлетворяло заданным начальным условиям) нужно найти первую производную полученного решения и подставить начальные условия. Получаем С1 = 9/5, С2 = -28/5
Ответ: у = e^(2x) * ( 9/5 * cos(x) - 28/5 * sin(x) ) + х + 1/5
Похожие вопросы
- y"-y=(14-16x)e^-x, y(0)=0,y'(0)=-1 - линейное ДУ 2-ого порядка с постоянным коэффициентом
- Решите пожалуйста дифференциальное уравнение y'x = y + (x2 + y2 ) ^½; при условии что y(x=1)=0
- помогите решить дифференциальное уравнение. 1. (1+x)ydy - (1+y)xdx=0 2. y "- 3y ' = 0 если y(0)=1 y ' (0)= -1
- Найти частное решение линейного однородного дифференциального уравнения, удовлетворяющее условиям y(x0) = 3, y′(x0) = 0
- Решить заданное дифференциальное уравнение аналитическим методом y'=3xy+y^2. y(0)=0,4
- Алгебра. Решить сист. уравнений 4x+9y=21 12x+15y=51 и 4x-y-5z=1 x+y-2z=6 3x-2y-6z=-2
- y''+y=e^t; y(0)=1,y'(0)=0 Помогите а? кто умный?!
- Помогите решить диф.уравнения! xy'+2y=x^2 y"-4y'+5y=0 y"+y'-2y=0
- Найти Общее решение дифференциального уравнения 1) (1+x^2)y'+y=Y^2arctgx 2) y''-3y'+2y=0
- Найти частное решение дифференциального уравнения xy"-2y'+2y'√y'=0 x=1 y=0 y'=1/4