ВУЗы и колледжи

Помогите решить 2 уравнения

y"-4y'+4y=e^2x/x^3 y"+2y'+5y=10cosxпомогите решить пожалуйста...
Решение второго уравнения

***
y"+2y'+5y=10cosx

1) Найдём общее однородное решение.
y"+2y'+5y=0
Составим характеристическое уравнение (сделаем замену y=e^(kx) )
Так, y'=k*e^(kx) , y''=k*k*e^(kx)

Получим:
k*k*e^(kx)+2*k*e^(kx)+5*e^(kx)=0;

Сократим экспоненту, получим квадратное уравнение:
k^2+2*k+5=0
...
В результате решения получаем комплексно-сопряжённые корни
k1=-1+2i
k1=-1-2i

В этом случае общее однородное решение будет равно:
Yoo=C1*[e^(-1+2i)x] + C2*[e^(-1-2i)x] =
=С1*e^(-x) * (cos2x+isin2x) + С2*e^(-x) * (cos2x-isin2x).

(константы С1 и С2 определяются из начальных условий {если они заданы} ).

2) Найдём частное неоднородное решение.
Специальная правая часть уравнения имет вид f(x)=10cosx, или f(x)=e^(ax)*(Pn(x)*cosbx+Qm(x)*sinbx), где Pn(x) и Qm(x) - многочлены n-ной и m-ной степени соответственно. В нашем случае n=m=0.
Отметим также, что a=0, b=1.

Т. к. a=0, b=1 не являются корнями хар. уравнения, то частное неоднородное решение будет иметь вид:

Yчн=e^(ax)*(Ns(x)*cosbx+Ts(x)*sinbx), где Ns(x) и Ts(x) - многочлены степени s с неопределёнными коэффициентами, а степень s=max{n;m}=0.
Т. е. Yчн=Acosx+Bsinbx.

Найдём неопределённые коэффициенты A,B.
Yчн=Acosx+Bsinx
Yчн'=-Asinx+Bcosx
Yчн''=-Acosx-Bsinx

Подставим это всё в уравнение y"+2y'+5y=10cosx (исходное) .

-Acosx-Bsinbx + 2*(-Asinx+Bcosbx) + 5*(Acosx+Bsinbx)=10cosx

Выделяя коэффициенты при cosx и sinx в обеих частях уравнения, получим систему уравнений

cosx(-A+2B+5A)=cosx*10
sinx(-B-2A+5B)=sinx*0

Решаем систему уравнений, получаем A=2 и B=1.
Итак, запишем частное неоднородное решение уравнений:
Yчн=2cosx+1sinx.

3) Общее неоднородное решения уравнения сложится из общего однородного и частного неоднородного.

Yон=Yoo+Yчн.
Yон=С1*e^(-x)*(cos2x+isin2x)+С2*e^(-x)*(cos2x-isin2x) + 2cosx+1sinx.

Вот)
Наталья Харченко
Наталья Харченко
200
Лучший ответ
Помогите решить уравнение y=2cosx-1