题目
[例5.14]求微分方程 y''-5y'+6y=0 的通解.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查二阶常系数齐次微分方程的解法,核心是特征方程法的应用。
解题思路:
- 构造特征方程:将微分方程中的微分项替换为对应的幂次,得到代数方程。
- 求解特征根:解二次方程,得到实根或复根。
- 根据根的情况写出通解:若特征方程有两个不同的实根,则通解为对应指数函数的线性组合。
破题关键:正确写出特征方程并准确求解其根,是本题的核心步骤。
步骤1:构造特征方程
将微分方程 $y'' -5y' +6y =0$ 中的 $y''$、$y'$、$y$ 分别替换为 $r^2$、$r$、$1$,得到特征方程:
$r^2 -5r +6 =0$
步骤2:求解特征根
解方程 $r^2 -5r +6 =0$:
- 因式分解:$(r-2)(r-3)=0$
- 解得特征根:$r_1=2$,$r_2=3$
步骤3:写出通解
由于特征方程有两个不同的实根,通解形式为:
$y = C_1 e^{r_1 x} + C_2 e^{r_2 x}$
代入 $r_1=2$ 和 $r_2=3$,得:
$y = C_1 e^{2x} + C_2 e^{3x}$