已知连续函数f(x)满足条件f(x)=∫3x0f(t/3)dt+e2x,求f(x).
问题描述:
已知连续函数f(x)满足条件f(x)=
f(
∫
3x0
)dt+e2x,求f(x). t 3
答
方程f(x)=
f(
∫
3x0
)dt+e2x 两边同时对 x 求导,可得t 3
f′(x)=3f(x)+2e2x,
即 f′(x)-3f(x)=2e2x.
因为一阶微分方程 y′+P(x)y=Q(x) 的通解公式为
y=e-∫p(x)dx(∫Q(x)e∫p(x)dxdx+C),
故
f(x)=e∫3dx(∫2e2xe∫-3dxdx+C)
=e3x(∫2e-xdx+C)
=e3x(-2e-x+C)
=Ce3x-2e2x.
因为 f(0)=e0=1,代入可得 C=3.
故
f(x)=3e3x-2e2x.