Его характеристическое уравнение имеет вид:
k² + 4 = 0
k² = -4
Его корни k₁,₂ = 2i.
То есть в данном случае корни комплексные(k₁=α+βi,k₂=α-βi) и для них α = 0,β =2 Следовательно, решение однородного уравнения запишется в виде:
y(x) = C₁cos(βx) +C₂sin(βx) = C₁cos(2x) +C₂sin(2x)
Для нахождения функций C₁ и C₂ используем начальные условия:
y(0)=1; y'(0) = 2
y(0) =C₁cos(2*0) + C₂sin(2*0) = C₁ = 1.
Найдем производную функции:
y'(x) = -2C₁sin(2x) + 2C₂cos(2x).
Подставим начальное условие:
y'(0) = -2sin(0) + 2C₁cos(0) = 2С₁ = 2 ⇒С₁ = 1.
Следовательно частное решение дифференциального уравнения:
y(x) = cos(2x) + sin(2x)
Проверка: y'(x) = -2sin(2x) + 2cos(2x)
y''(x) = -4cos(2x) - 4sin(2x)
Подставляем в исходное уравнение
y'' + 4y = -4cos(2x) - 4sin(2x) + 4(cos(2x)+sin(2x)) = 0
ответ: y(x) = cos(2x) + sin(2x)
Найдем начала общее решение соответствующего однородного дифференциального уравнения
(*)
Воспользовавшись заменой Эйлера , мы получим характеристическое уравнение
Общее решение уравнения (*)
Далее нужно найти частное решение. Рассмотрим функцию:
Здесь
Сравнивая с корнями характеристического уравнения и, принимая во внимая, что
частное решение будем искать в виде
Подставляем все это в исходное дифференциальное уравнение
Приравниваем коэффициенты при степени x
Частное решение:
Общее решение линейного неоднородного дифференциального уравнения:
1) Lustig, Sie hatten einen Urlaub?
2) hast du irgendwo hin mit deinen Eltern?
3) Sie gehen mit Ihren Freunden?
4) Und welche Art von Spielen?
5) du bist krank im Urlaub?
6) haben Sie auf dem Computer spielen?
7) in welcher Computerspiele spielst du?
8) welche Filme Sie beobachtet?