题目
三、判断题34、方程y''+4y'+4y=0y''+4y'+4y=0的通解含e-2xe-2x项A 对B 错
三、判断题
34、方程y''+4y'+4y=0y''+4y'+4y=0的通解含e-2xe-2x项
A 对
B 错
题目解答
答案
特征方程为 $ r^2 + 4r + 4 = 0 $,解得 $ r = -2 $(重根)。
通解为 $ y(x) = (C_1 + C_2 x)e^{-2x} $,包含 $ e^{-2x} $ 项(当 $ C_2 = 0 $ 时)。
因此,答案为:
\[
\boxed{A}
\]
解析
考查要点:本题主要考查二阶常系数齐次微分方程的通解形式,特别是特征方程有重根时的解的结构。
解题核心思路:
- 写出特征方程:将微分方程转化为对应的二次方程。
- 求解特征根:通过判别式判断根的性质(实根、重根等)。
- 确定通解形式:根据根的不同情况写出通解,特别注意重根时解的构造方式。
- 验证通解是否包含指定项:观察通解中的指数项是否包含题目中提到的项。
破题关键点:
- 特征方程的正确性:确保将微分方程正确转换为特征方程。
- 重根的处理:当特征方程有重根时,通解中需包含$x$与指数项的乘积项。
- 通解的结构分析:通过通解的形式判断是否包含特定项。
步骤1:写出特征方程
微分方程 $y'' + 4y' + 4y = 0$ 对应的特征方程为:
$r^2 + 4r + 4 = 0$
步骤2:求解特征根
解方程 $r^2 + 4r + 4 = 0$:
- 判别式 $\Delta = 4^2 - 4 \cdot 1 \cdot 4 = 0$,说明方程有重根。
- 根为 $r = \frac{-4 \pm \sqrt{0}}{2} = -2$,即 $r_1 = r_2 = -2$。
步骤3:确定通解形式
当特征方程有重根 $r = -2$ 时,通解为:
$y(x) = (C_1 + C_2 x)e^{-2x}$
其中 $C_1$ 和 $C_2$ 为任意常数。
步骤4:验证是否包含 $e^{-2x}$ 项
通解中的项包含 $e^{-2x}$(当 $C_2 = 0$ 时),因此题目描述正确。