题目
求微分方程y'' + y = x cos 2x的特解。 解:所给方程是二阶常系数非齐次线性微分方程,它的特征方程有两个根__1__。 由于__2__不是特征方程的根,所以应设y''为__3__, 把它带入所给方程,解得的一个特解为__4__。 A r_1 = -1, r_2 = 1 B r_1 = i, r_2 = -i C r_1 = r_2 = i
求微分方程$y'' + y = x \cos 2x$的特解。
解:所给方程是二阶常系数非齐次线性微分方程,它的特征方程有两个根__1__。
由于__2__不是特征方程的根,所以应设$y''$为__3__,
把它带入所给方程,解得的一个特解为__4__。
A $r_1 = -1, r_2 = 1$
B $r_1 = i, r_2 = -i$
C $r_1 = r_2 = i$
题目解答
答案
1. **特征根**:特征方程为 $r^2 + 1 = 0$,解得 $r_1 = i$,$r_2 = -i$。
2. **特解形式**:非齐次项为 $\cos 2x$,$\pm 2i$ 不是特征根,设特解为 $y^* = A \cos 2x + B \sin 2x$。
3. **代入求解**:求导并代入原方程,得 $-3A \cos 2x - 3B \sin 2x = \cos 2x$,解得 $A = -\frac{1}{3}$,$B = 0$。
答案:
1. $r_1 = i, r_2 = -i$
2. $\pm 2i$ 不是特征根
3. $y^* = A \cos 2x + B \sin 2x$
4. $y^* = -\frac{1}{3} \cos 2x$
\[
\boxed{
\begin{array}{ll}
1. & B \\
2. & \pm 2i \text{ 不是特征根} \\
3. & A \cos 2x + B \sin 2x \\
4. & -\frac{1}{3} \cos 2x \\
\end{array}
}
\]