高数二阶常系数非齐次线性微分方程解法及例题详解ppt课件.ppt

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1、变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分一、 f(x)Pm(x)ex型二、f(x)exPl(x)coswx+Pn(x)sinwx型12.9 二阶常系数非齐次线性微分方程上页下页铃结束返回首页 方程y+py+qyf(x)称为二阶常系数非齐次线性微分方程 其中p、q是常数 二阶常系数非齐次线性微分方程的通解是对应的齐次方程的通解yY(x)与非齐次方程本身的一个特解yy*(x)之和 yY(x)+y*(x) 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线

2、是电力系统接线组成中一个重要组成部分提示 Q(x)+(2+p)Q(x)+(2+p+q)Q(x)exQ(x)+2Q(x)+2Q(x)ex+pQ(x)+Q(x)ex+qQ(x)ex一、 f(x)Pm(x)ex 型y*Q(x)ex 设方程y+py+qyPm(x)ex 特解形式为 下页Q(x)+(2+p)Q(x)+(2+p+q)Q(x)Pm(x) ()则得 Q(x)ex+Q(x)ex+qQ(x)ex y*+py*+qy* 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分提示 此时2+p+q0 要使()式成立 Q(x

3、)应设为m次多项式 Qm(x)b0 xm+b1xm1+ +bm1x+bm (1)如果不是特征方程r2+pr+q0的根 则 y*Qm(x)ex 下页一、 f(x)Pm(x)ex 型y*Q(x)ex 设方程y+py+qyPm(x)ex 特解形式为 Q(x)+(2+p)Q(x)+(2+p+q)Q(x)Pm(x) ()则得 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分提示 此时2+p+q0 但2+p0 要使()式成立 Q(x)应设为m+1次多项式 Q(x)xQm(x) 其中Qm(x)b0 xm +b1xm1+

4、+bm1x+bm (2)如果是特征方程r2+pr+q0的单根 则y*xQm(x)ex 下页 (1)如果不是特征方程r2+pr+q0的根 则 y*Qm(x)ex 一、 f(x)Pm(x)ex 型y*Q(x)ex 设方程y+py+qyPm(x)ex 特解形式为 Q(x)+(2+p)Q(x)+(2+p+q)Q(x)Pm(x) ()则得 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分提示 此时2+p+q0 2+p0 要使()式成立 Q(x)应设为m+2次多项式 Q(x)x2Qm(x) 其中Qm(x)b0 xm+b

5、1xm1+ +bm1x+bm (3)如果是特征方程r2+pr+q0的重根 则y*x2Qm(x)ex 下页 (2)如果是特征方程r2+pr+q0的单根 则y*xQm(x)ex (1)如果不是特征方程r2+pr+q0的根 则 y*Qm(x)ex 一、 f(x)Pm(x)ex 型y*Q(x)ex 设方程y+py+qyPm(x)ex 特解形式为 Q(x)+(2+p)Q(x)+(2+p+q)Q(x)Pm(x) ()则得 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分v结论 二阶常系数非齐次线性微分方程y+py+qy

6、Pm(x)ex有形如y*xkQm(x)ex的特解 其中Qm(x)是与Pm(x)同次的多项式 而k按不是特征方程的根、是特征方程的单根或是特征方程的的重根依次取为0、1或2 下页变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分提示 因为f(x)Pm(x)ex3x+1 0不是特征方程的根 所以非齐次方程的特解应设为 y*b0 x+b1 把它代入所给方程 得 例1 求微分方程y2y3y3x+1的一个特解 解 齐次方程y2y3y0的特征方程为r22r30 比较两端 x 同次幂的系数 得 b01 因此所给方程的特解为

7、31*+ xy b0 x+b12b0 x+b13b0 x+b13b0 x2b03b1 2b03b0 x3b1 3b0 x2b03b13x+1 提示 3b03 2b03b11 x 同次幂的系数 得 b01 311b 特解形式变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 例2 求微分方程y5y+6yxe2x的通解 解 齐次方程y5y+6y0的特征方程为r25r +60 其根为r12 r23 提示齐次方程y5y+6y0的通解为YC1e2x+C2e3x 因为f(x)Pm(x)exxe2x 2是特征方程的单根 所

8、以非齐次方程的特解应设为 y*x(b0 x+b1)e2x 把它代入所给方程 得 2b0 x+2b0b1x 比较系数 得 b11 故xexxy2) 121(* 系数 得210b b11 故提示 2b01 2b0b10 特解形式变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分首页 例2 求微分方程y5y+6yxe2x的通解 解 齐次方程y5y+6y0的特征方程为r25r +60 其根为r12 r23 2b0 x+2b0b1x 比较系数 得210b b11 故 b11 故xexxy2) 121(* 因此所给方程的

9、通解为 xxxexxeCeCy223221)2(21+ 因为f(x)Pm(x)exxe2x 2是特征方程的单根 所以非齐次方程的特解应设为 y*x(b0 x+b1)e2x 把它代入所给方程 得特解形式变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 二阶常系数非齐次线性微分方程 y+py+qyexPl(x)coswx+Pn(x)sinwx有形如 y*xkexR(1)m(x)coswx+R(2)m(x)sinwx的特解 其中R(1)m(x)、R(2)m(x)是m次多项式 mmaxl n 而k按+iw(或iw)

10、不是特征方程的根或是特征方程的单根依次取0或1 二、f(x)exPl(x)coswx+Pn(x)sinwx型下页 v结论 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 解 结束特解形式 例3 求微分方程y+yxcos2x的一个特解 因为f(x)exPl(x)coswx+Pn(x)sinwxxcos2x +iw2i不是特征方程的根 所以所给方程的特解应设为齐次方程y+y0的特征方程为r2+10 把它代入所给方程 得 y*(ax+b)cos2x+(cx+d)sin2x (3ax3b+4c)cos2x(3cx+4a+3d)sin2xxcos2x 比较两端同类项的系数 得 因此所给方程的特解为xxxy2sin942cos31*+ 得31a b0 c094d