Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

РГР Дифуры [13 вариант]

.pdf
Скачиваний:
94
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
171 Кб
Скачать
☆

5 _11_13

4 y3 y′′ = y4 −16, y (0)= 2 2, y′(0)=1 2

этодифференциальное уравнениевысшегопорядка, допускающеепонижениестепени

y '

= p y ''

= p dp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

 

 

 

4 p dp =

y4

−

16

dy

 

 

 

 

 

y3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∫4 p dp = ∫

y4 −

16

dy

 

 

 

y

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

2

=

 

4

+

y2

+

C

;

 

 

 

 

 

y2

4

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 = 4 / y2 + y2 / 4 +C / 2; C = −4

 

 

 

 

= 2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

y2 −4

y(0)

 

 

 

 

 

 

 

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y ' =

 

 

'(1)

=1/

2

 

 

 

 

 

2 y

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

=

 

y2 −4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

2 y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∫2 y dy = ∫dx y2 −4

ln( y2

−4) = x +C

 

 

 

 

 

y(0) = 2

2 C = ln 4

 

 

 

 

 

y =

ex+ln 4 + 4

 

 

 

 

 

(1)

p

2

=

16 −8 y2 + y4

; p

2

=

( y2

−4)2

 

4 y2

 

4 y2

 

 

 

 

 

 

 

5 _12 _13

7 y′′′− y′′ =12x − линейноенеоднородноедифференциальное уравнение характеристическое уравнение

7k3 −k2 = 0 k1,2 = 0; k3 =1/ 7

общее решение линейногооднородногодифференциального уравнения yобщ = C1 +C2 x +C3ex / 7

частное решение линейногонеоднородногодифференциального уравнения

y = x2 (ax +b) = ax3 +bx2

 

 

 

 

час

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

′

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yчас

= 3ax

+ 2bx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

′′

= 6ax + 2b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yчас

 

 

 

 

 

 

 

 

 

′′′

= 6a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yчас

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

′′′

 

 

′′

 

=12x

 

 

 

 

 

 

 

 

7 yчас − yчас

 

 

 

 

 

 

 

 

7 6a −6ax −2b −12x = 0

 

 

 

 

 

(−12 −6a)x + 42a −2b =

0

42a −2b = 0

42

(−2) −2b = 0

a = −2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−12 −6a = 0

a = −2

b = −42

y

= −2x3 −42x2

 

 

 

 

 

 

 

 

час

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = y

общ

+ y

= C

+C

2

x

+C ex / 7 −2x3 −42x2

 

 

 

 

 

 

час

1

 

 

3

 

 

 

 

5 _13 _13

y′′′− y′′−2 y′ = (6x −11)e−x − линейноенеоднородноедифференциальное уравнение характеристическое уравнение

k3 −k2 −2k = 0 k (k2 −k −2)= 0 k1 = −1; k2 = 0; k3 = 2

общее решение линейногооднородногодифференциального уравнения yобщ = C1e−x +C2 +C3e2 x

частное решение линейногонеоднородногодифференциального уравнения

y

= xe−x (ax +b) = e−x (ax2 +bx)

час

 

 

 

 

 

 

 

′

 

−x

 

 

2

 

 

yчас

= e

(−ax

+(2a −b)x +b)

 

 

′′

 

−x

 

2

 

 

 

yчас

= e

(ax

+(−4a +b)x −2b + 2a)

 

 

′′′

 

−x

 

 

2

 

 

yчас

= e

(−ax

+(6a −b)x −6a +3b)

′′

′

′′′

 

 

 

 

−x

yчас

− yчас

−2 yчас = (6x −11)e

 

e−x (−ax2 +(6a −b)x −6a +3b) −e−x (ax2 +(−4a +b)x −2b + 2a) −

−2e−x (−ax2 +(2a −b)x +b) −(6x −11)e−x = 0

(6a −b)x −6a +3b +(4a −b)x + 2b −2a −2 (2a −b)x − 2b −(6x −11)= 0 (6a −b + 4a −b −2(2a −b)−6)x −6a +3b + 2b − 2a − 2b +11 = 0

(6a −

 

 

 

 

6a −6 = 0

 

 

a =1

6)x −8a +3b +11 = 0

= 0

 

 

 

 

 

 

11 −8a +3b

 

b = −1

y = e−x (x2 − x)

 

 

 

 

 

 

час

 

 

 

 

 

 

 

 

y = y

общ

+ y = C e−x +C

2

+C e2 x +e−x (x2

− x)

 

 

час

1

3

 

 

 

5 _14 _13

y′′+ 2 y′ =10 ex (sin x +cos x)

характеристическое уравнение

k2 + 2k = 0 k1 = 0; k2 = −2

общее решение yобщ = C1 +C2 e−2 x

частное решение

y

= ex (a sin x +b cos x)

час

 

 

 

 

 

′

 

x

 

 

 

yчас

= e

((a +b) cos x +(a −b) sin x)

 

′′

 

x

 

 

 

yчас

= e

(2a cos x

−2bsin x)

 

′′

 

 

′

x

(sin x +cos x)

yчас

+ 2 yчас =10 e

 

ex (2a cos x −2bsin x) + 2ex ((a +b) cos x + (a −b) sin x) −10ex (sin x + cos x) = 0 2a cos x −2bsin x + 2(a +b) cos x + 2(a −b) sin x −10 sin x −10 cos x = 0

(2a + 2a + 2b −10)cos x +(−2b + 2a −2b −10)sin x = 0 (4a + 2b −10)cos x +(−4b + 2a −10)sin x = 0

 

−10 + 4a + 2b = 0

 

a = 3

 

 

 

+ 2a −4b = 0

 

 

−10

 

b = −1

y

 

= 3ex sin x −ex cos x

 

час

 

 

 

 

 

 

 

y = y

общ

+ y

= C

+C

e−2 x +3ex sin x −ex cos x

 

 

 

час

1

 

2

 

5 _15 _13

y′′− y′ = 2 ch x; y′′− y′ = ex +e−x

характеристическое уравнение

k2 −k = 0 k1 = 0; k2 =1

общее решение yобщ = C1 +C2 ex

частное решение yчас = a x ex +b e−x yчас′ = aex + axex −be−x

y′′ = aex + aex + axex +be−x

час

′′

′

 

 

x

 

−x

 

 

 

yчас − yчас

= e

+e

 

 

 

 

 

 

 

 

(2aex

+ axex +be−x )−(aex + axex −be−x )−(ex +e−x )= 0

e−x (2b −1)+ex (a −1)=

2b −1 = 0

a =1

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a −1 = 0

b =1/ 2

y = xex

+e−x / 2

 

 

 

 

час

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = y

общ

+ y = C +C

ex + xex +e−x / 2

 

 

 

час

 

1

2