求微分方程y″-5y′+6y=xe2x的通解.

问题描述:

求微分方程y″-5y′+6y=xe2x的通解.

方程y″-5y′+6y=xe2x的特征方程为:
λ2-5λ+6=0,
特征根为:λ1=2,λ2=3.
因为2是方程的单重特征根,
故方程y″-5y′+6y=xe2x的特解形式为:
y*=x(Ax+B)e2x
代入方程整理可得,-2Axe2x+(2A-B)e2x=xe2x
因此,

−2A=1
2A−B=0
A=−
1
2
,B=-1.
故方程的通解为:y=C1e2x+C2e3x
x
2
(x+2)ex

答案解析:求解方程的特征值与特解,利用线性微分方程解的结构定理即可得到通解的表达式.
考试点:线性微分方程解的性质及解的结构定理;二阶常系数非齐次线性微分方程求解.
知识点:本题考查了二阶常系数非齐次线性微分方程的求解,解题中利用了线性微分方程解的结构定理,是一个基础型题目,难度系数不大.二阶常系数微分方程的求解是一个常考知识点,需要熟记非齐次问题的特解形式并熟练掌握其求解方法.