Trợ lý học tập AI - Câu trả lời này chỉ mang tính tham khảo
Để giải phương trình vi phân \( y'' - 3y' + 2y = e^{2x} \), chúng ta sẽ làm theo các bước sau:
Bước 1: Tìm nghiệm tổng quát của phương trình vi phân thuần nhất tương ứng
Phương trình vi phân thuần nhất tương ứng là:
\[ y'' - 3y' + 2y = 0 \]
Ta giả sử nghiệm có dạng \( y = e^{rx} \). Thay vào phương trình thuần nhất, ta có:
\[ r^2 e^{rx} - 3r e^{rx} + 2e^{rx} = 0 \]
\[ e^{rx}(r^2 - 3r + 2) = 0 \]
Do \( e^{rx} \neq 0 \), nên:
\[ r^2 - 3r + 2 = 0 \]
Giải phương trình đặc trưng này:
\[ r^2 - 3r + 2 = 0 \]
\[ (r-1)(r-2) = 0 \]
\[ r = 1 \quad \text{hoặc} \quad r = 2 \]
Vậy nghiệm tổng quát của phương trình vi phân thuần nhất là:
\[ y_h = C_1 e^{x} + C_2 e^{2x} \]
Bước 2: Tìm nghiệm riêng của phương trình vi phân không thuần nhất
Phương trình vi phân không thuần nhất là:
\[ y'' - 3y' + 2y = e^{2x} \]
Do vế phải là \( e^{2x} \), và \( e^{2x} \) đã xuất hiện trong nghiệm tổng quát của phương trình thuần nhất, ta chọn nghiệm riêng dưới dạng:
\[ y_p = A x e^{2x} \]
Tính các đạo hàm:
\[ y_p' = A (2x e^{2x} + e^{2x}) = A e^{2x} (2x + 1) \]
\[ y_p'' = A (4x e^{2x} + 4 e^{2x}) = A e^{2x} (4x + 4) \]
Thay \( y_p \), \( y_p' \), và \( y_p'' \) vào phương trình vi phân:
\[ A e^{2x} (4x + 4) - 3A e^{2x} (2x + 1) + 2A x e^{2x} = e^{2x} \]
Rút gọn:
\[ A e^{2x} (4x + 4 - 6x - 3 + 2x) = e^{2x} \]
\[ A e^{2x} (1) = e^{2x} \]
\[ A = 1 \]
Vậy nghiệm riêng là:
\[ y_p = x e^{2x} \]
Bước 3: Kết hợp nghiệm tổng quát và nghiệm riêng
Nghiệm tổng quát của phương trình vi phân ban đầu là:
\[ y = y_h + y_p \]
\[ y = C_1 e^{x} + C_2 e^{2x} + x e^{2x} \]
Đáp án cuối cùng:
\[ \boxed{y = C_1 e^{x} + C_2 e^{2x} + x e^{2x}} \]
Hãy giúp mọi người biết câu trả lời này thế nào?
0/5(0 đánh giá)
0
0 bình luận
Bình luận
Nếu bạn muốn hỏi bài tập
Các câu hỏi của bạn luôn được giải đáp dưới 10 phút
FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)
Điện thoại: 1900636019
Email: info@fqa.vn
Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Ô Chợ Dừa, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.