Найти частное решение линейного неоднородного уравнения 2-го порядка.
Алгоритм решения неоднородного ДУ следующий:
1) Сначала нужно найти общее решение соответствующего однородного уравнения y``+y`-2y=0
Составим и решим характеристическое уравнение:
получены различные действительные корни, поэтому общее решение:
2) Теперь нужно найти какое-либо частное решение неоднородного уравнения
в правой части 4e²ˣ-2x+1. Значит предположу что частное решение неоднородного уравнения нужно искать в виде: y=Аe²ˣ+Bx+C
Найдём первую и вторую производную:
подставим в левую часть
и теперь приравняем к правой
отсюда составим систему
![\displaystyle \left \{ {{4A=4; -2B=-2} \atop {B-2C=1}} \right. \]\\\\A=1; B=1;C=0](/tpl/images/3220/5151/2929a.png)
3) Запишем общее решение неоднородного уравнения:
4) теперь найдем частное решение
y(0)=3; y`(0)=5
решая систему получим
y' = f'(Xo)*(X-Xo) + f(Xo).
y'(X)=f'(ctg(X) = -1 / (sin²(X)).
y'(Xo) = -1 / (sin²(pi/6)) = -1 / ((1/2)²) = -1 / (1/4) = -4.
f(Xo) = ctg(pi/6) = √3.
Подставляем полученные значения:
y' = -4(X - (pi/6)) + √3 =
= -4X + (4*pi/6) + √3 =
= -4X + (2pi/3) + √3 = -4X + 3.826446