题目
微分方程y″-y=e^x+1的一个特解应具有形式( )。A. ae^x+bB. axe^x+bC. ae^x+bxD. axe^x+bx
微分方程y″-y=e^x+1的一个特解应具有形式( )。
A. ae^x+b
B. axe^x+b
C. ae^x+bx
D. axe^x+bx
题目解答
答案
B. axe^x+b
解析
考查要点:本题主要考查二阶线性非齐次微分方程特解形式的确定方法,需结合待定系数法和特征方程根的情况进行分析。
解题核心思路:
- 判断非齐次项类型:非齐次项为$e^x + 1$,需拆分为$e^x$和常数项$1$两部分。
- 分析齐次方程特征根:对应齐次方程$y'' - y = 0$的特征根为$r = \pm 1$。
- 确定特解形式:
- 对$e^x$:因$e^x$对应特征根$r=1$,需乘以$x$,特解形式为$Axe^x$。
- 对常数项$1$:因$0$不是特征根,特解形式为常数$B$。
- 组合特解:将两部分特解相加,得到总特解形式。
破题关键:识别非齐次项与齐次解的重复关系,当非齐次项与齐次解重复时,需通过乘以$x$的幂次调整特解形式。
非齐次项$e^x$的特解形式
- 特征根分析:齐次方程特征根$r=1$与非齐次项$e^x$的指数$\lambda=1$相同。
- 调整特解形式:因重复,特解形式需乘以$x$,即$Axe^x$。
非齐次项$1$的特解形式
- 特征根分析:常数项$1$对应$\lambda=0$,而$0$不是齐次方程的特征根。
- 直接假设特解:特解形式为常数$B$。
组合特解
将两部分特解相加,总特解形式为:
$y_p = Axe^x + B$
对应选项B。