微分方程,怎么设特解

如题所述

如果右边为多项式,则特解就设为次数一样的多项式;

如果右边为多项项乘以e^(ax)的形式,那就要看这个a是不是特征根:

如果a不是特征根,那就将特解设为同次多项式乘以e^(ax);

如果a是一阶特征根,那这个特解就要在上面的基础上乘以一个x;

如果a是n重特征根,那这个特解就要在上面的基础上乘以x^n。

f(x)的形式是e^(λx)*P(x)型,(注:P(x)是关于x的多项式,且λ经常为0)

则y*=x^k*Q(x)*e^(λx) (注:Q(x)是和P(x)同样形式的多项式,例如P(x)是x²+2x,则设Q(x)为ax²+bx+c,abc都是待定系数)

1、若λ不是特征根 k=0 y*=Q(x)*e^(λx)

2、若λ是单根 k=1 y*=x*Q(x)*e^(λx)

3、若λ是二重根 k=2 y*=x²*Q(x)*e^(λx)(注:二重根就是上面解出r1=r2=λ)

f(x)的形式是e^(λx)*P(x)cosβx或e^(λx)*P(x)sinβx

1、若α+βi不是特征根,y*=e^λx*Q(x)(Acosβx+Bsinβx)

2、若α+βi是特征根,y*=e^λx*x*Q(x)(Acosβx+Bsinβx)(注:AB都是待定系数)

扩展资料:

求通解在历史上曾作为微分方程的主要目标,一旦求出通解的表达式,就容易从中得到问题所需要的特解。也可以由通解的表达式,了解对某些参数的依赖情况,便于参数取值适宜,使它对应的解具有所需要的性能,还有助于进行关于解的其他研究。

后来的发展表明,能够求出通解的情况不多,在实际应用中所需要的多是求满足某种指定条件的特解。当然,通解是有助于研究解的属性的,但是人们已把研究重点转移到定解问题上来。

这是微分方程论中一个基本的问题,数学家把它归纳成基本定理,叫做存在和唯一性定理。因为如果没有解,而我们要去求解,那是没有意义的;如果有解而又不是唯一的,那又不好确定。因此,存在和唯一性定理对于微分方程的求解是十分重要的。

参考资料来源:百度百科-微分方程

温馨提示:内容为网友见解,仅供参考
第1个回答  2021-06-06

如果右边为多项式,则特解就设为次数一样的多项式;

如果右边为多项项乘以e^(ax)的形式,那就要看这个a是不是特征根:

如果a不是特征根,那就将特解设为同次多项式乘以e^(ax);

如果a是一阶特征根,那这个特解就要在上面的基础上乘以一个x;

如果a是n重特征根,那这个特解就要在上面的基础上乘以x^n。

f(x)的形式是e^(λx)*P(x)型,(注:P(x)是关于x的多项式,且λ经常为0)

则y*=x^k*Q(x)*e^(λx) (注:Q(x)是和P(x)同样形式的多项式,例如P(x)是x²+2x,则设Q(x)为ax²+bx+c,abc都是待定系数)

1、若λ不是特征根 k=0 y*=Q(x)*e^(λx)

2、若λ是单根 k=1 y*=x*Q(x)*e^(λx)

3、若λ是二重根 k=2 y*=x²*Q(x)*e^(λx)(注:二重根就是上面解出r1=r2=λ)

f(x)的形式是e^(λx)*P(x)cosβx或e^(λx)*P(x)sinβx

1、若α+βi不是特征根,y*=e^λx*Q(x)(Acosβx+Bsinβx)

2、若α+βi是特征根,y*=e^λx*x*Q(x)(Acosβx+Bsinβx)(注:AB都是待定系数)

求通解的历史

求通解在历史上曾作为微分方程的主要目标,一旦求出通解的表达式,就容易从中得到问题所需要的特解。也可以由通解的表达式,了解对某些参数的依赖情况,便于参数取值适宜,使它对应的解具有所需要的性能,还有助于进行关于解的其他研究。

后来的发展表明,能够求出通解的情况不多,在实际应用中所需要的多是求满足某种指定条件的特解。当然,通解是有助于研究解的属性的,但是人们已把研究重点转移到定解问题上来。

这是微分方程论中一个基本的问题,数学家把它归纳成基本定理,叫做存在和唯一性定理。因为如果没有解,而我们要去求解,那是没有意义的;如果有解而又不是唯一的,那又不好确定。因此,存在和唯一性定理对于微分方程的求解是十分重要的。

本回答被网友采纳
第2个回答  推荐于2017-09-25

这题有点麻烦

先利用特征方程求出对应齐次方程的通解

再利用待定系数法求出一个特解

相加得到微分方程的通解

 

过程如下:

 

本回答被提问者采纳
第3个回答  2023-05-17
对于微分方程,特解是指满足给定的初始条件的特定解。设想我们有一阶常微分方程 y' = f(x) ,我们知道这个方程的通解可以表示为 y = C + ∫f(x)dx,其中C是常数。现在如果我们有特定的初始条件,比如 y(0) = a,那么我们可以使用这个初始条件来解出C的值。进而得到特定的解。例如:求 y' + y = x,y(0) = 1 的特解,我们可以将左右两边同时乘上e^x得到 (e^x y)' = xe^x,然后对其两边同时积分可以得到 y = xe^(-x) + e^(-x) ,代入初始条件 y(0) = 1 可以解出常数为2,进而得到特解 y = xe^(-x) + e^(-x) - 1。
第4个回答  2020-01-04

如何在求微分方程时设特解,分几种情况
首先,当方程右边为常数时,特解即为该常数。其次,若方程右边是多项式,特解可以设为相应次数的多项式,通过代入求解系数。特别地,当右边是多项式乘以e^(ax)形式时,需确认a是否为特征根。若a非特征根,则特解设为该多项式乘以e^ (ax)。当方程的右侧为指数函数,特解应设定为对应的指数函数,再...

微分方程的特解形式的求法是什么?
微分方程的特解形式的求法如下:1、变量离法 变量分离法是求解微分方程的常用方法之一。对于形如f(x,y)dx+g(y)dy=0的微分方程,我们可以尝试将f(x,y)和g(x,y)分别移到方程的两边,然后对两边同时积分,得到一个常数解。这样就完成了变量的分离,从而得到特解。2、齐次方程法 齐次方程法适用...

求微分方程特解的步骤
微分方程特解的步骤如下:1、确定微分方程的类型:需要确定微分方程的类型,因为不同类型的微分方程需要使用不同的求解方法。例如,一阶微分方程可以使用积分因数法或分离变量法求解,而二阶微分方程可以使用降阶法或积分变换法求解。2、确定初始条件:确定微分方程的初始条件,它决定了微分方程的特解。例如...

微分方程怎么求特解?
如果a不是特征根,那就将特解设为同次多项式乘以e^(ax);如果a是一阶特征根,那这个特解就要在上面的基础上乘以一个x;如果a是n重特征根,那这个特解就要在上面的基础上乘以x^n。f(x)的形式是e^(λx)*P(x)型,(注:P(x)是关于x的多项式,且λ经常为0)则y*=x^k*Q(x)*e^(λ...

微分方程怎样求特解?
微分方程的特解求法如下:f(x)的形式是e^(λx)*P(x)型,(注:P(x)是关于x的多项式,且λ经常为0)则y*=x^k*Q(x)*e^(λx) (注:Q(x)是和P(x)同样形式的多项式,例如P(x)是x²+2x,则设Q(x)为ax²+bx+c,abc都是待定系数)1、若λ不是特征根 k=0 ...

常微分方程的特解怎么设
常微分方程的特解设定通常根据方程本身的形式和已知条件而定。以下是几种常见的设定方法:猜测法、叠加法、应变法、微商法。猜测法根据已知条件或方程特点猜测特解形式,如线性非齐次方程,可依据齐次解与非齐次项推测特解。叠加法则将方程分解为齐次与非齐次部分求解,后线性叠加得到特解。应变法通过变换...

微分方程的特解怎么求
二次非齐次微分方程的一般解法 一般式是这样的ay''+by'+cy=f(x)第一步:求特征根 令ar²+br+c=0,解得r1和r2两个值,(这里可以是复数,例如(βi)²=-β²)第二步:通解 1、若r1≠r2,则y=C1*e^(r1*x)+C2*e^(r2*x)2、若r1=r2,则y=(C1+C2x)*e^(r1*x...

微分方程如何求特解!
该微分方程的特征方程是:r^2-5r+6=0 解得:r=2或r=3 而λ=2是特征方程的单根,所以应设特解为:y*=x*(ax+b)e^(2x)总结:对于微分方程的等式右端中的f(x)=e^kx,1.若k不是特征放方程的根,则特接应设为y*=Qm(x)*e^kx,2.若m 是特征方程的单根,则特解应设y*=xQm(x)*...

微分方程的特解
λ=2是相应齐次方程的特征方程的单根。所以非齐次方程的一个特解可以设为y=x(ax+b)e^(2x)。λ^2-5λ+6=0,是为特征多项式。 λ=2是相应齐次方程的特征方程的单根, (λ-3)(λ-2)=0 λ=3或λ=2 等式右端中的f(x)=e^kx=e^2x 其中k=2=λ 所以 λ=2是相应齐次方程的特征...

微分方程的通解和特解怎么求
微分方程的通解中一般包含任意常数,微分方程的特解一般包含特定常数。例如xy'=8x^2的特解是y=4x^2,xy'=8x^2的通解是=4x^2+C,C是任意常数。计算微分方程的通解有许多方式,例如特征线法,以及特殊函数法和分离变量法。对于非齐次方程来说,任何一个非齐次方程的特解,加上一个齐次方程的通解,...

相似回答