• Срочно! Найти частное решение линейного неоднородного дифференциального уравнения второго порядка, удовлетворяющее указанным условиям.(с подробным решением по порядку пжл)
    у"+4y=0, y(0)=1, y'(0)=2

Ответы 1

  • Найти частное решение линейного неоднородного дифференциального уравнения второго порядка, удовлетворяющее указанным условиям.(с подробным решением по порядку пжл) у" + 4y = 0, y(0)=1, y'(0)=2 Решение:                                           у" + 4y = 0 Так как  правой части уравнения отсутствует функция данное дифференциальное уравнение второго порядка однородное с постоянными коэффициентами.

    Его характеристическое уравнение имеет вид:

                                               k² + 4 = 0

                                                  k²  = -4

    Его корни k₁,₂ = 2i. 

    То есть в данном случае корни комплексные(k₁=α+βi,k₂=α-βi) и для них α = 0,β =2 Следовательно, решение однородного уравнения запишется в виде:

                                          y(x) = C₁cos(βx) +C₂sin(βx) = C₁cos(2x) +C₂sin(2x)

    Для нахождения функций C₁ и C₂  используем начальные условия:                                    

                                                     y(0)=1; y'(0) = 2

                                    y(0) =C₁cos(2*0) + C₂sin(2*0) = C₁  = 1.

    Найдем производную функции:

                                         y'(x) = -2C₁sin(2x) + 2C₂cos(2x).

    Подставим начальное условие:

                                       y'(0) = -2sin(0) + 2C₁cos(0) = 2С₁ = 2 ⇒С₁ = 1.

    Следовательно частное решение дифференциального уравнения:

                                               y(x) = cos(2x) + sin(2x)

    Проверка: y'(x) = -2sin(2x) + 2cos(2x)

    y''(x) = -4cos(2x) - 4sin(2x)

    Подставляем в исходное уравнение

    y'' + 4y = -4cos(2x) - 4sin(2x) + 4(cos(2x)+sin(2x)) = 0

    Ответ: y(x) = cos(2x) + sin(2x)

    • Автор:

      georgie
    • 5 лет назад
    • 0
  • Добавить свой ответ

Войти через Google

или

Забыли пароль?

У меня нет аккаунта, я хочу Зарегистрироваться

How much to ban the user?
1 hour 1 day 100 years