题目
微分方程^n-8y'+32y=0的通解是y=()A、^n-8y'+32y=0B、^n-8y'+32y=0C、^n-8y'+32y=0D、^n-8y'+32y=0
微分方程
的通解是y=()
A、
B、
C、
D、
题目解答
答案
求解齐次微分方程
的通解,其对应的特征方程为
即
∴r=4±4i
∴
∴齐次微分方程的通解为
故答案为:C
解析
本题考查二阶常系数齐次微分方程的通解求解。解题核心在于写出特征方程并求解其根,根据根的不同情况选择对应的解形式。本题中特征方程的根为共轭复根,因此通解形式为指数函数与三角函数的组合。
-
写出特征方程
对应微分方程 $y'' -8y' +32y=0$,其特征方程为:
$r^2 -8r +32 = 0$ -
求解特征方程
使用求根公式:
$r = \frac{8 \pm \sqrt{(-8)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 32}}{2 \cdot 1} = \frac{8 \pm \sqrt{-64}}{2} = 4 \pm 4i$
得到共轭复根 $r = 4 \pm 4i$,其中实部 $\alpha = 4$,虚部 $\beta = 4$。 -
构造通解
对于共轭复根 $\alpha \pm \beta i$,通解形式为:
$y = e^{\alpha x} \left( C_1 \cos \beta x + C_2 \sin \beta x \right)$
代入 $\alpha = 4$,$\beta = 4$,得:
$y = e^{4x} \left( C_1 \cos 4x + C_2 \sin 4x \right)$ -
匹配选项
选项 C 中的表达式为 $4^{4x} \left( C_1 \cos 4x + C_2 \sin 4x \right)$,但根据推导,正确形式应为 $e^{4x}$。此处选项 C 存在排版错误,实际应为 $e^{4x}$,因此选项 C 为正确答案。