Пошаговое объяснение:
y'' +2y' = 3ex(cos(x)+sin(x))
Решение уравнения будем искать в виде y = erx с калькулятора. Для этого составляем характеристическое уравнение линейного однородного дифференциального уравнения с постоянными коэффициентами:
r2 +2 r + 0 = 0
D = 22 - 4 • 1 • 0 = 4
Корни характеристического уравнения:
r1 = 0
r2 = -2
Следовательно, фундаментальную систему решений составляют функции:
Общее решение однородного уравнения имеет вид:
Рассмотрим правую часть:
f(x) = 3•ex•(cos(x)+sin(x))
Поиск частного решения.
Линейное дифференциальное уравнение с постоянными коэффициентами и правой частью вида:
R(x) = eαx(P(x)cos(βx) + Q(x)sin(βx)), где P(x), Q(x) - некоторые полиномы
имеет частное решение
y(x) = xkeαx(R(x)cos(βx) + S(x)sin(βx))
где k - кратность корня α+βi характеристического полинома соответствующего однородного уравнения, R(x), S(x) - полиномы, подлежащие определению, степень которых равна максимальной степени полиномов P(x), Q(x).
Здесь P(x) = 0, Q(x) = 0, α = 1, β = 1.
Следовательно, число α + βi = 1 + 1i не является корнем характеристического уравнения .
Уравнение имеет частное решение вида:
y* = ex(Acos(x) + Bsin(x))
Вычисляем производные:
y' = ex((B-A)•sin(x)+(A+B)•cos(x))
y'' = 2•ex(B•cos(x)-A•sin(x))
которые подставляем в исходное дифференциальное уравнение:
y'' + 2y' = (2•ex(B•cos(x)-A•sin(x))) + 2(ex((B-A)•sin(x)+(A+B)•cos(x))) = 3•ex•(cos(x)+sin(x))
или
-4•A•ex•sin(x)+2•A•ex•cos(x)+2•B•ex•sin(x)+4•B•ex•cos(x) = 3•ex•(cos(x)+sin(x))
Приравнивая коэффициенты при одинаковых степенях х, получаем систему уравнений:
-4A + 2B = 3
2A + 4B = 3
Решая ее методом обратной матрицы, находим:
A = -3/10;B = 9/10;
Частное решение имеет вид:
y* = ex(-3/10cos(x) + 9/10sin(x))
Таким образом, общее решение дифференциального уравнения имеет вид:
y=√(35-2x-x²)
x²+2x-35≤0
x1+x2=-2 U x1*x2=-35
x1=-7 U x2=5
x∈[-7;5]
y`=(-2-2x)/[2√(35-2x-x²)]=(-1-x)/√(35-2x-x²)=0
-1-x=0
x=-1∈[-7;5]
+ _
(-1)
max
ymax=y(-1)=√(35+2-1)=√36=6
ответ наибольшее значение 6
2
y=√(x²-18x+85)
x²-18x+85≥0
D=324-340=-16
x∈(-∞;∞)
y`=(2x-18)/[2√(x²-18x+85)=(x-9)/√(x²-18x+85)=0
x-9=0
x=9
_ +
(9)
min
ответ наибольшего значения нет
3
y=√(x+5)²*(x-9)-2=|x+5|*(x-9)-2
x∈[-17;-2]
1)-17≤x<-5
y=(-x-5)(x-9)-2=-x²+9x-5x+45-2=-x²+4x+43
y`=-2x+4=0
x=2∉[-17;5)
нет экстремума
2)-5≤x≤-2
y=(x+5)(x-9)-2=x²-9x+5x-45-2=x²-4x-47
y`=2x-4=0
x=2∉[-17;5)
нет экстремума
Определяем значения на концах отрезка
y(-17)=|-17+5|*(-17-9)-2=12*(-26)-2=-312-2=-314
y(-2)=|-2+5|*(-2-9)-2=3*(-11)-2=-33-2=-25- наибольшее