解:设微分方程为y"+by'+cy=f(x),
则有y1"+by1'+cy1=f(x),
y2"+by2'+cy2=f(x),y3"+by3'+cy3=f(x)
∴(y1-y3)"+b(y1-y3)'+c(y1-y3)=0,
(y2-y3)"+b(y2-y3)'+c(y2-y3)=0
∴y1-y3与y2-y3为方程y"+by'+cy=0的
解,且为方程y"+by'+cy=f(x)的特征根
∴y3为方程y"+by'+cy=f(x)的特解
∴方程的通解为y=pe^3x+qe^x-xe^2x
(p、q为任意常数)
1.这道线微分方程求解,用的两个性质见上图。
2.对于线微分方程解的结构性质,在高数教材中有。两个性质:一个是线性非齐次方程的两个解的差,是对应的齐次方程的解。
另一个性质是,非齐次方程的通解等于,齐次方程的通解+非齐次方程的一个特解。
具体这道线微分方程求解时用的详细的性质及说明见上图。
简单分析一下,详情如图所示
y1=e^(3x)-xe^(2x) , y2=e^x -xe^(2x) , y3= -xe^(-2x)
3 个解共有的是 -xe^(2x), 明显得知 -xe^(-2x) 是 非齐次方程的解
余下 的 e^(3x) , e^x 就是齐次方程的解
所以通解
y=Ae^(3x)+Be^x -xe^(2x) 就是通解