Re: [微積] 問高階ODE的算法
※ 引述《kuanl (kuanl)》之銘言:
: 這是之前算考古題遇到的
: y''''+y=exp(-t) * cos t
: 求其 齊性解 以及 用待定係數求其通解及特解
: 問題是一開始就卡住...
: 希望各位高手指點~~
通解是齊次解 + 非齊次解
1. 齊次解,考慮 y'''' + y = 0
4
令 y = exp(mt) => m + 1 = 0
解出四個 m, 則
y = Σ c_i exp(m_i t) 是齊次方程式的通解......(1)
h i
2. 非齊次解,考慮 y'''' + y = exp(-t) cost
猜 y = exp(-t)[A cost + B sint]
會這樣猜是因為 exp(-t) cost這種玩意怎麼微分就是這種形式ˊ~ˋa
代入方程式 y'''' = -4 exp(-t)[A cost + B sint]
+) y = exp(-t)[A cost + B sint]
____________________________________________
y''''+ y = -3 exp(-t)[A cost + B sint] = exp(-t) cost
所以
1
y = - -- exp(-t) cost 是一個特解。......(2)
3
另外一種做法是 考慮 u'''' + u = exp[(-1+i)t]
這個方程式取實部就是原方程
4
令特徵多項式 p(r) = r + 1
這種 exponential input exp(wt) 的一個特解為(在不重根的情況下)
exp(wt) exp[(-1+i)t] exp[(-1+i)t]
_________ = ______________ = ______________
4
p (w) (-1+i) + 1 -3
再取實部回來就好了。
(1) + (2) 就是通解。
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