常微分方程y“(x)+2y'(x)+4y(x)=sin(2x)的解为
时间: 2023-10-26 15:07:15 浏览: 187
常微分方程 y''(x) + 2y'(x) + 4y(x) = sin(2x) 是一个非齐次线性微分方程。可以使用特征方程法求解其对应的齐次线性微分方程 y''(x) + 2y'(x) + 4y(x) = 0 的通解,再利用待定系数法求解非齐次线性微分方程的一个特解,将两者相加即可得到原微分方程的通解。
首先求解齐次线性微分方程 y''(x) + 2y'(x) + 4y(x) = 0 的通解。其特征方程为 r^2 + 2r + 4 = 0,解得 r1 = -1-3i,r2 = -1+3i。因此,齐次线性微分方程的通解为 y(x) = c1*e^(-x)*cos(3x) + c2*e^(-x)*sin(3x),其中 c1 和 c2 是任意常数。
然后求解非齐次线性微分方程的一个特解。观察右侧的非齐次项 sin(2x),发现其形式为 sin(ax) 或 cos(ax) 的线性组合。因此,可以猜测一个特解的形式为 y_p(x) = A*sin(2x) + B*cos(2x),其中 A 和 B 是待定系数。将该特解带入原微分方程中,解得 A = -1/10,B = 0。因此,非齐次线性微分方程的一个特解为 y_p(x) = -(1/10)*sin(2x)。
最终,原微分方程的通解为 y(x) = c1*e^(-x)*cos(3x) + c2*e^(-x)*sin(3x) - (1/10)*sin(2x),其中 c1 和 c2 是任意常数。
代码如下:
```matlab
syms x;
y(x) = dsolve(diff(y, x, 2) + 2*diff(y, x) + 4*y == sin(2*x), y(0) == 0, Dy(0) == 0);
y(x)
```
运行该代码,可以得到微分方程的通解。
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