
обыкновенные диф ур-я высших порядков
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$ y − y − 2y = 0 |
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$5 y + y = 0 |
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$ y − y + y = 0 |
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$0 y + 2y + 2y = 0 |
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$ y |
+ π2y = 0, y(0) = 0, y (0) = 1 |
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+6 y + 4y + 4y = 0 |
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+ yIV + 2y + y = 0 |
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+$ yIV + 8y + 16y = 0 |
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++ y |
+ 8y = 0 |
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||||
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+, yIV − y = 0 |
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7 '4 $+ y = C1e4x + C2e2x |
$, y = C1e√− |
4 |
x + C2e4x √$ |
y = |
|||||||||||||
= |
− |
( 1 cos |
+ |
|
2 |
) |
= |
|
|
|
= |
− |
( 1 + |
2 |
|
|||
C1e−x + C2e2x $5 y |
= C1 |
+ C2e−x $ y |
= ex/2 C1 cos |
23 x + C2 sin |
3 |
x |
$0 |
|||||||||||
2 |
||||||||||||||||||
y |
e x |
C |
x |
|
C sin x $ y |
|
− |
1 |
sin πx +6 y |
|
|
e 2x |
C |
C x) + |
||||
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π |
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y= e−x (C1 + C2x)+C3 +C4x +$ y = (C1 +C2x) cos 2x+(C3 +C4x) sin 2x ++
y= ex C1 cos √3x + C2 sin √3x + C3e−2x +, y = C1ex + C2e−x + C3 cos x +
C4 sin x
|
, " |
|
= & |
|
|
y(n) + a1y(n−1) + a2y(n−2) + . . . + an−1y + any = f (x) |
@( +A |
|
4 |
= 4 ' 0 |
y0 |
&10 &
y(n) + a1y(n−1) + a2y(n−2) + . . . + an−1y + any = 0.
= 4 ' / y1 & @( +A &
y = y0 + y1
" 0 & @( +A 3 " &
' / & F
! ' 4 '
' ()) *
!" " ! &10 ' !&/ '
8 f (x) = P (x) P (x) ! x # &
& / ! γ = 0 E ! / ! γ = 0 ! '
/ & / & @( +A
y1 = Q(x) Q(x) ! / P (x) !
4 E ! / ! γ ! ' / & k y1 = xkQ(x) K
( f (x) = P (x)eax >& 4 & / ! γ = a E ! / ! γ = a ! ' / &
y1 = Q(x)eax E ! γ " " ' / &
k y1 = xkQ(x)K
9 f (x) = eax(P1(x) cos bx+P2(x) sin bx) P1(x) P2(x) ! x
&10 / ! N γ = a ± ib B& " m "
! P1(x) P2(x) E ! / ! γ ! ' / &
y1 = eax(Q1(x) cos bx + Q2(x) sin bx),
Q1(x) Q2(x) ! m ! 4
E ! γ " " ' / & k
y1 = xkeax(Q1(x) cos bx + Q2(x) sin bx);
: f (x) = f1(x) + f2(x) + . . . + fm(x) f1(x), f2(x), . . . , fm(x) &
1 − 3 E ! y1(x), y2(x), . . . , ym(x) /
&10 & f1(x), f2(x), . . . , fm(x)
Y1 = y1(x) + y2(x) + . . . + ym(x)
! / & @( +A
#
x2 + x − 1 → γ = 0; (x3 + x)e2x → γ = 2;
(x + 2) cos 3x → γ = ±3i; 5 cos 3x − 4 sin 3x → γ = ±3i; ex(5 cos 2x − 4 sin 2x) → γ = 1 ± 2i;
ex + x2 − x → γ1 = 1, γ2 = 0; ex + xe−x → γ1 = 1, γ2 = −1;
ex sin x + e−x cos x → γ1 = 1 ± i, γ2 = −1 ± i; sin 2x + cos 3x → γ1 = ±2i, γ2 = ±3i;
; = 0 & |
|
y − y = x2. |
@( .A |
&10 & & |
|
y − y = 0. |
@( ;A |
E ' / & |
|
λ2 − 1 = 0 |
@( ,A |
λ1 = 1 λ2 = −1 B 4 & |
|
y0 = C1ex + C2e−x. |
@( *A |
= / & @( .A B / & @( .A
& / ! γ = 0 ! ' / & @( ,A ! !" 0 /
y1 = Ax2 + Bx + C.
B ! y1 y1 & @( ,A
2A − Ax2 − Bx − C = x2.
B 4 ' ' !&/ &
& A B C
x0
x
x2
2A − C = 0,
−B = 0,
−A = 1.
$1 A = −1 B = 0 C = −2 L F |
|
y1 = −x2 − 2. |
@( 8)A |
B ! 4 & / & 1 0 @( *A & |
@( ;A |
!&/ 0 & @( .A |
|
y = C1ex + C2e−x − x2 − 2. |
|
, = 0 & |
|
y + y = 4xex. |
@( 88A |
&10 & & |
|
y + y = 0. |
@( 8(A |
E ' / & |
|
λ2 + 1 = 0 |
@( 89A |
λ1 = i λ2 = −i B 4 & |
|
y0 = C1 cos x + C2 sin x. |
@( 8:A |
= / & @( 88A >& 4xex &
/ ! γ = 1 ! ' / &
@( 89A / / 0
y1 = ex(Ax + B). |
@( 8+A |
B ! y1 y1 & @( 88A !&/ |
|
ex(2Ax + 2A + 2B) = 4xex. |
|
B 4 ' ' !&/ &
& A B
x0 |
2A + 2B = 0, |
x |
2A = 4. |
$1 A = 2 B = −2 L F
y1 = (2x − 2)ex.
$0 & @( 88A F
y = C1 cos x + C2 sin x + (2x − 2)ex.
* = 0 &
y − y = ex + e2x + x. |
@( 8.A |
&10 & & |
|
y − y = 0.
E ' / &
λ2 − λ = 0
λ1 = 0 λ2 = 1 B 4 &
y0 = C1 + C2ex.
= / & @( 8.A #!
! ' &
y − y = ex, y − y = e2x,
&
y − y = ex
@( 8;A
@( 8,A
@( 8*A 4 0 / ! /
y − y = x.
@( ()A
>& ex & / ! γ = 1 ! '
/ & 1 ! !" / 0
|
|
y1 = Axex. |
@( (8A |
B ! & 1 @( (8A & @( ()A !&/ Aex = ex $1 A = 1 ! !"
y1 = xex. |
@( ((A |
||||
|
|
|
|
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|
y − y = e2x |
@( (9A |
||||
/ |
|
|
|
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|
y2 = Ae2x, |
@( (:A |
||||
/ ! γ = 2 ! ' / & B |
|||||
& 1 @( (:A & @( (9A A = 1/2 / |
|
||||
1 |
|
2x |
|
|
|
y2 = |
|
e |
|
. |
@( (+A |
|
|
||||
2 |
|
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|
y − y = x |
@( (.A |
/ |
|
y3 = x(Ax + B), |
@( (;A |
/ ! γ = 0 ! ' / &
B ! & 1 @( (;A & @( (.A
|
|
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1 |
|
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|
|||||||
−2Ax − B + 2A = x −2A = 1, −B + 2A = 0 A = − |
|
, B |
= −1, |
||||||||||||
2 |
|||||||||||||||
! !" |
1 |
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|||||||
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||||
|
y3 = −x |
|
|
x + 1 . |
|
@( (,A |
|||||||||
2 |
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||||||||||||||
C " ! / @( ((A @( (+A @( (,A ' |
|||||||||||||||
/ Y1 & |
@( 8.A |
|
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||||||||||||
1 |
|
1 |
|
|
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|||||||||
Y1 = xex + |
|
e2x − x |
|
x + 1 . |
|
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|||||||||
2 |
2 |
|
|
||||||||||||
B ! 4 & / & 1 0 @( 8*A & |
@( 8;A |
||||||||||||||
!&/ 0 & |
@( 8.A |
|
|
||||||||||||
1 |
|
|
|
1 |
|
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|
|
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|
||||
y = xex + |
|
e2x − x |
|
x + 1 + C1 + C2ex. |
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|||||||||
2 |
2 |
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||||||||||||
8) = 0 & |
|
|
|||||||||||||
y + y = sin x + ex cos 2x. |
|
@( (*A |
|||||||||||||
= 0 &10 |
|||||||||||||||
& |
|
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||||
y + y = 0; λ2 + 1 = 0; λ1 = i, λ2 = −i; |
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|||||||||||||
y0 = C1 cos x + C2 sin x. |
|
|
|||||||||||||
= / ! |
& |
|
|
||||||||||||
|
|
y + y = sin x. |
|
@( 9)A |
|||||||||||
C & sin x & / ! γ = ±i ! |
|
|
' / & / ! & "
y1 = x(A cos x + B sin x). @( 98A

B ! & 1 @( 98A & @( 9)A
−2A sin x + 2B cos x = sin x.
B 4 ' & ' !&/ &
& A B
cos x |
|
2B = 0, |
|
sin x |
|
− 2A = 1. |
|
$1 A = −1/2 B = 0 L |
|
||
y1 = − |
1 |
x cos x. |
|
|
|
||
2 |
|
||
#! & |
|
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|
y + y = ex cos 2x |
@( 9(A |
||
/ |
|
|
|
y2 = ex(A cos 2x + B sin 2x), |
@( 99A |
" / ! γ = 1 ± i · 2 ! ' / &
B & 1 @( 99A & @( 9(A A = −1/10 B =
1/5 /
y2 |
= ex |
−10 cos 2x + |
5 sin 2x . |
||
|
|
1 |
|
1 |
|
C " " 0 & @( (*A
y = −2 x cos x + ex − |
10 cos 2x + |
5 sin 2x |
+ C1 cos x + C2 sin x. |
|||||||||
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
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& 2 &4 |
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||||||||
+ y − 4y + 4y = x2 |
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|||||
+5 y + y = 10 |
− |
24x |
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1 |
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||||
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|
|
|
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|||
+ y + 2y + y = e2x |
y = (C1 + C2x)e−x + |
|
e2x |
|||||||||
9 |
||||||||||||
+0 y + y − 6y = xe2x |
|
|
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||||||||
|
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|
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|||||||
+ y − 7y + 12y = e2x(1 − 2x) |
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||||||||
,6 y + 9y = 2 cos 3x |
− |
3 sin 3x |
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||||||
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, y − y = 2x sin x |
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,$ y + 6y + 13y = e−3x cos 4x |
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,+ y − 4y = e2x sin 2x |
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,, y − 4y + 4y = e2x + x/2 |
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, y + y |
= x2 + 1 + 3xex |
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,5 y − 2y − 8y = ex − 8 cos 2x |
1 |
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7 '4 + y = (C1 + C2x)e2x + |
(2x2 + 4x + 3) +5 y = C1e−x + C2 + |
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8 |
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1 |
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|
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|||||
C3x − 4x3 + 17x2 + y = (C1 + C2x)e−x |
e2x +0 y |
= C1e2x + C2e−3x + |
||||||||||||||||||||||||||||||||
+ |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
9 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
x |
x |
1 |
|
e2x |
|
|
y = C1e4x + C1e3x − e2x(x + 1) ,6 y = C1 sin 3x + |
|||||||||||||||||||||||||||
|
− |
|
|
+ |
||||||||||||||||||||||||||||||
10 |
25 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
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1 |
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|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|||||||||
C2 cos 3x + x |
|
cos 3x + |
|
|
sin 3x , y |
|
= C1ex + C2e−x − x sin x − cos x |
|||||||||||||||||||||||||||
2 |
3 |
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1 |
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|||
,$ y = e−3x(C1 cos 2x + C2 sin 2x) − |
|
e−3x cos 4x ,+ y |
= C1e−2x + C2e2x − |
|||||||||||||||||||||||||||||||
12 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
e2x |
(sin 2x + 2 cos 2x) |
,, y = (C1 + C2x + x2)e2x + |
x + 1 |
, y = C1e−x + |
|||||||||||||||||||||||||||||
20 |
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|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
3 |
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|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
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|
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8 |
1 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
15 |
|
|
|
|||||||||||||||||
C2 + C3x + |
|
x2 − |
|
x3 + |
|
x4 + ex |
|
x − |
|
|
,5 y = C1e−2x + C2e4x − |
|
ex + |
|||||||||||||||||||||
2 |
3 |
12 |
2 |
4 |
|
9 |
15 (3 cos 2x + sin 2x)
* '
= & @( +A !1 / "1 f (x) "
' / ! ' 0
y = C1y1 + C2y2 + . . . + Cnyn
&10 & C 0 & @( +A 0
y = C1(x)y1 + C2(x)y2 + . . . + Cn(x)yn.

>& Ci(x) ! 1
|
|
C1y1 + C2y2 + . . . + Cnyn = 0, |
|
|
|
|||||
|
|
C1y1 + C2y2 + . . . + Cnyn = 0, |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C y(n−2) + C y(n−2) + . . . + C yn(n−2) = 0, |
||||||||
|
|
(n |
1) |
(n |
1) |
|
|
(n |
1) |
|
|
|
− |
|
− |
|
+ . . . |
+ Cn |
− |
|
= f (x). |
|
|
C1y1 |
|
+ C2y2 |
|
yn |
|
|||
|
|
1 1 |
|
2 2 |
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
88 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0 &
|
|
|
|
|
|
y − y = |
|
|
ex |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
@( 9:A |
||||
|
|
|
|
|
|
ex + 1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
= 0 &10 & |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
y − y = 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
E ' / & |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
λ2 − 1 = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
λ1 = 1 λ2 = −1 B 4 & |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
y0 = C1ex + C2e−x. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
$0 @( 9:A 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
y = C1(x)ex + C2(x)e−x. |
|
|
|
|
|
|
@( 9+A |
|||||||||||
& & & C1(x) C2(x) |
|||||||||||||||||||||||
|
|
x |
|
|
|
|
x |
|
|
ex |
|
|
|
2 e1 |
|
e2x |
|||||||
C1(x)ex |
+ C2(x)e−x |
= 0, |
|
|
|
|
|
C1(x) = |
1 |
|
|
1 |
, |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
x+1 |
|
|||||||||||||||
C1(x)e |
− |
C2 |
(x)e− |
|
= ex+1 . |
C2(x) = |
− |
2 |
|
. |
|||||||||||||
|
ex+1 |
||||||||||||||||||||||
D & |
|
|
|
|
|
−1 |
|
|
|
|
|
|
|
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2 |
x |
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1 |
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x |
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C1(x) = x |
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21 ln(ex + 1) + C1, |
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C2(x) = −2 e |
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+ 2 ln(e |
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+ 1) + C2. |
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B ! 4 |
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C1(x) C2(x) |
&!& @( 9+A !&/ 0 |
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/ |
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@( 9:A |
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y = 12 ((x − ln(ex + 1))ex + (−1 + ln(ex + 1))e−x) + C1ex + C2e−x.
& 2 &4
, y + y = 1/ sin x
,0 y + 2y + y = e−x/x
, y + 6y + 8y = 4e−2x(2 + e2x)−1
7 '4 , y = (C1 + ln | sin x|) sin x + (C2 − x) cos x ,0 y = (C1 + C2x)e−x+xe−x ln |x| , y = C1e−2x+C2e−4x−e−2x ln[(e2x+2)e2x]−e−4x ln(e2x+
2)
" ( (
xny(n) + a1xn−1y(n−1) + a2xn−2y(n−2) + . . . + an−1xy + any = f (x) @( 9.A
& !
! ! & & 1
4 x = et x > 0 @ ! x = −et x < 0A #! !&/ & 4
' / &
λ(λ − 1)(λ − 2) . . . (λ − n + 1) + . . . + an−2λ(λ − 1) + an−1λ + an = 0.
B ! 4 & xky(k) & @( 9.A k & 10 ' 1 / ! λ(λ − 1)(λ −
2) . . . (λ − k + 1)
8( = 0 &
x3y − x2y + 2xy − 2y = x3. |
@( 9;A |
! ' / & |
|
λ(λ − 1)(λ − 2) − λ(λ − 1) + 2λ − 2 = 0 (λ − 1)2(λ − 2) = 0 |
@( 9,A |
λ1 = λ2 = 1, λ3 = 2. |
|
$1 0 & 4
y0 = (C1 + C2t)et + C3e2t.