已知初始条件y(0)=x0,y(tf)=xf,其中tf趋于无穷,求解微分方程y^(2)-0.0001y+0.0001xf=0
时间: 2023-05-27 21:05:07 浏览: 114
微分方程求解.pdf
根据微分方程y^(2)-0.0001y+0.0001xf=0,可以将其化为标准形式:y''-0.0001y'+0.0001xf'=0。
令v=y',则原方程可以化为一阶常微分方程组:
y'=v
v'=0.0001v-0.0001xf
设特解为y=k,代入原方程得k^2-0.0001k+0.0001xf=0,解得k=0.01xf。因此特解为y=0.01xf。
设通解为y=yh+y0,其中yh为齐次方程的解,y0为特解。齐次方程为y''-0.0001y'=0,特征方程为r^2-0.0001r=0,解得r1=0,r2=0.0001。因此齐次方程的通解为yh=c1+c2e^0.0001t,即yh=c1+c2。
将通解代入原方程,得到0.0001(c2e^0.0001t)+0.01xf=0,解得c2=-100xf,因此yh=c1-100xf。
根据初始条件y(0)=x0,得到c1=x0+100xf。因此,通解为y=(x0+100xf)-100xf+0.01xf,即y=x0+0.01xf。
由于tf趋于无穷,因此y(tf)=xf,代入通解得到:
x0+0.01tf=xf
解得tf=(xf-x0)/0.01,即tf趋于无穷的条件为xf不等于x0。
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