题目
微分方程y″-2y′=xe^2x的特解具有形式( )。A. y*=Axe^2xB. y*=(Ax+B)e^2xC. y*=x(Ax+B)e^2xD. y*=x2(Ax+B)e^2x
微分方程y″-2y′=xe^2x的特解具有形式( )。
A. y*=Axe^2x
B. y*=(Ax+B)e^2x
C. y*=x(Ax+B)e^2x
D. y*=x2(Ax+B)e^2x
题目解答
答案
C. y*=x(Ax+B)e^2x
解析
步骤 1:确定齐次方程的解
首先,我们考虑齐次方程 y'' - 2y' = 0。特征方程为 r^2 - 2r = 0,解得 r = 0 或 r = 2。因此,齐次方程的通解为 y_h = C_1 + C_2e^{2x}。
步骤 2:确定非齐次方程的特解形式
由于非齐次项为 xe^{2x},且 e^{2x} 是齐次方程的解,因此特解形式需要乘以 x。所以,特解形式为 y* = x(Ax + B)e^{2x}。
步骤 3:验证特解形式
将 y* = x(Ax + B)e^{2x} 代入原方程 y'' - 2y' = xe^{2x},验证其是否满足方程。由于 y* 的形式已经满足了非齐次项的结构,因此选择 C 选项。
首先,我们考虑齐次方程 y'' - 2y' = 0。特征方程为 r^2 - 2r = 0,解得 r = 0 或 r = 2。因此,齐次方程的通解为 y_h = C_1 + C_2e^{2x}。
步骤 2:确定非齐次方程的特解形式
由于非齐次项为 xe^{2x},且 e^{2x} 是齐次方程的解,因此特解形式需要乘以 x。所以,特解形式为 y* = x(Ax + B)e^{2x}。
步骤 3:验证特解形式
将 y* = x(Ax + B)e^{2x} 代入原方程 y'' - 2y' = xe^{2x},验证其是否满足方程。由于 y* 的形式已经满足了非齐次项的结构,因此选择 C 选项。