Срочно!!Найти общее решение дифференциального уравнения, с пояснениями, если не ...

August 2022 1 4 Report

Срочно!!
Найти общее решение дифференциального уравнения, с пояснениями, если не составит труда

Большое спасибо

Answers & Comments

nikebod313

$y''' - 4y' = 24e^{2x} - 4\cos 2x + 8\sin 2x$ — неоднородное дифференциальное уравнение третьего порядка с постоянными коэффициентами

Принцип суперпозиции решений

Общее решение такого уравнения: $y = y^{*} + \widetilde{y}$ , где $y^{*}$ — общее решение соответствующего однородного уравнения, $\widetilde{y}$ — частное решение неоднородного дифференциального уравнения с постоянными коэффициентами.

$1) \ y^{*}: \ y''' - 4y' = 0$

Метод Эйлера: $y = e^{kx}; \ y' = ke^{kx}; \ y''' = k^{3}e^{kx}$

Характеристическое уравнение: $k^{3} - 4k = 0$

$k(k^{2}- 4) = 0$

$\left[\begin{array}{ccc}k_{1} = 0, \ \ \ \ \\k_{2,3} = \pm 2\\\end{array}\right$

Фундаментальная система решений:

$y_{1} = e^{0x} = 1; \ y_{2} = e^{-2x}; \ y_{3} = e^{2x}$

Общее решение: $y^{*} = C_{1}y_{1} + C_{2}y_{2} + C_{3}y_{3} = C_{1} + C_{2}e^{-2x} + C_{3}e^{2x}$

$2) \ \widetilde{y}: \ f(x) = 24e^{2x} - 4\cos 2x + 8\sin 2x$

Здесь $f_{1}(x) = 24e^{2x}; \ f_{2}(x) = -4\cos 2x + 8\sin 2x$

Контрольные числа: $\alpha_{1} = 2 = k_{3}$ — является корнем характеристического уравнения; $\alpha_{2} = 0 \pm 2i \neq k_{1,2,3}$ — не является корнем характеристического уравнения;