Re: [微積] 2階ODE-未定係數解(特殊題目)
※ 引述《pigheadthree (爬山)》之銘言:
: 題目:y""-3y'+2y = 8x^2 - 2x^(e^x)
: 這是小弟的筆記上的題目,沒有答案,以下為小弟的解法,
: 不知道計算過程是否有問題,麻煩版上前輩們不吝嗇指導,謝謝!
原文43
話說 到底是四階ODE 還是二階ODE呀.....
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y"-3y'+2y=8x^2-2x^(e^x)
由觀察法得y_h=C1exp(2x)+C2exp(x)
令y_p=ψ1(x)y1(x)+ψ2(x)y2(x)
y_p'=ψ1(x)y'1(x)+ψ2(x)y'2(x)+ψ'1(x)y1(x)+ψ'2(x)y2(x)
令ψ'1(x)y1(x)+ψ'2(x)y2(x)=0
y_p"=ψ1(x)y"1(x)+ψ2(x)y"2(x)+ψ'1(x)y'1(x)+ψ'2(x)y'2(x)
將y_p、y_p'、y_p"代回得
[ψ1(x)y"1(x)+ψ2(x)y"2(x)+ψ'1(x)y'1(x)+ψ'2(x)y'2(x)]
-3[ψ1(x)y'1(x)+ψ2(x)y'2(x)]+2[ψ1(x)y1(x)+ψ2(x)y2(x)]=8x^2-2x^(e^x)
超煩 另解
使用Heaviside求解法
d
let D= ──
dx
原式=>(D-2)(D-1)y= 8x^2 - 2x^(e^x)
y_h=C1exp(2x)+C2exp(x)
1
y_p= ───── [ 8x^2 - 2x^(e^x)]=y_p1-y_p2
(D-2)(D-1)
1
y_p1= ─────(8x^2)=(0.5+0.75D+0.875D^2+...)(8x^2)
D^2-3D+2
=4x^2 +6x+7
1 1 1
y_p2 = ───── [2x^(e^x)]=[─── - ───][2x^(e^x)]
(D-2)(D-1) D-2 D-1
=exp(2x)∫exp(-2x)[2x^(e^x)]dx - exp(x)∫exp(-x)][2x^(e^x)]dx
因y_p2無法積分 丟在那裡就好
得解y=y_h+y_p
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若題目改為 y"-3y'+2y = 8x^2 - 2x(e^x)
則y_p2 =exp(2x)∫exp(-2x)[2x*(e^x)]dx - exp(x)∫exp(-x)][2x*(e^x)]dx
=exp(x)[-x^2-2x-1]
得解y=y_h+y_p = C1exp(2x)+C2exp(x)+4x^2 +6x+7+exp(x)[x^2+2x]為解
強烈懷疑原PO抄錯題目了@@
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Logic can be patient for it is eternal. ----- Oliver Heaviside
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 111.185.134.5
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09/28 15:43, , 1F
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09/28 17:01, , 2F
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推
09/28 20:55, , 3F
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全名叫做 Heaviside 逆運算子求解法
適用於所有可積分之特解
是很好用的一種求解法
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09/28 21:38, , 4F
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09/28 21:39, , 5F
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Lagrange參數變異法(Variation Parameter)
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09/28 22:03, , 6F
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待定係數法跟參數變異法
是最基本的兩種作法
看不懂 可能要回去翻一下課本了
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09/28 22:14, , 7F
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09/28 22:14, , 8F
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哪一個級數無限多項?
※ 編輯: Heaviside 來自: 111.185.134.5 (09/28 22:24)
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09/28 23:11, , 9F
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推
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09/29 03:13, , 11F
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09/29 03:14, , 12F
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01/02 15:32,
7年前
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07/07 11:28,
6年前
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討論串 (同標題文章)
完整討論串 (本文為第 2 之 2 篇):