题目
[题目]若函数f (x)满足方程 (x)+f(x)-2f(x)=0 及-|||-'(x)+f(x)=2(e)^x, 则 f(x)= __-|||-_

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查二阶线性常系数齐次微分方程的解法,以及利用已知条件确定特解的能力。
解题思路:
- 识别方程类型:第一个方程为二阶齐次微分方程,需通过特征方程法求通解。
- 构造通解:根据特征根写出通解形式。
- 代入条件求特解:将通解代入第二个方程,通过系数比较确定通解中的常数。
破题关键:
- 正确写出特征方程:由微分方程形式推导特征方程。
- 代入条件时的代数运算:确保代入后方程两边的指数项系数对应正确。
步骤1:解二阶齐次方程
原方程为 $f''(x) + f'(x) - 2f(x) = 0$,其特征方程为:
$\lambda^2 + \lambda - 2 = 0$
解得特征根:
$\lambda_1 = 1, \quad \lambda_2 = -2$
因此,通解为:
$f(x) = C_1 e^{x} + C_2 e^{-2x}$
步骤2:代入第二个方程求特解
将通解代入 $f'(x) + f(x) = 2e^{x}$:
- 求导:
$f'(x) = C_1 e^{x} - 2C_2 e^{-2x}$ - 代入方程:
$f'(x) + f(x) = (C_1 e^{x} - 2C_2 e^{-2x}) + (C_1 e^{x} + C_2 e^{-2x}) = 2C_1 e^{x} - C_2 e^{-2x}$ - 比较系数:
等式左边应等于 $2e^{x}$,因此:
$\begin{cases} 2C_1 = 2 \quad \Rightarrow \quad C_1 = 1 \\ -C_2 = 0 \quad \Rightarrow \quad C_2 = 0 \end{cases}$
步骤3:写出特解
将 $C_1 = 1$ 和 $C_2 = 0$ 代入通解,得:
$f(x) = e^{x}$