Общее решение неоднородного дифференциального уравнения равно сумме общего решения однородного дифференциального уравнения, соответствующего данному неоднородному, и частного решения неоднородного дифференциального уравнения.
Рядом с каждым лжецом должен быть хоть один рыцарь, а рыцарей друг с другом рядом быть не может. Четырёх рыцарей можно легко расставить в квадрате так, чтобы остальное заполнилось лжецами (например, поставив рыцарей по углам). Тогда лжецов будет 4x4 - 4 = 12. Мы привели пример, что такое количество лжецов может быть. Докажем, что это ответ, то есть что больше нельзя. Лжецов можно было бы сделать больше только за счёт уменьшения количества рыцарей. Разобьём квадрат 4x4 на 4 квадратика 2x2. Докажем, что в любом из них должен обязательно быть рыцарь. Действительно, в противном случае весь квадратик 2x2 заполнен лжецами, а лжец, находящийся в углу большого квадрата, не будет соседствовать ни с каким рыцарем, что невозможно. Поскольку квадратиков 2x2 4 штуки, то и рыцарей меньше 4 быть никак не может.
Общее решение неоднородного дифференциального уравнения равно сумме общего решения однородного дифференциального уравнения, соответствующего данному неоднородному, и частного решения неоднородного дифференциального уравнения.
Решим однородное дифференциальное уравнение, соответствующее данному неоднородному:
Составим и решим характеристическое уравнение:
Запишем общее решение однородного уравнения:
Частное решение будем искать в виде:
Найдем первую и вторую производную:
Подставим значения функции и первых двух производных в исходное уравнение:
Сократим на
:
Так как левая и правая часть равны, то коэффициенты при х и свободные члены также равны. Получаем систему:
Тогда частное решение имеет вид:
Общее решение заданного уравнения:
ответ: