laplace变换 求解微分方程y"+4y'+4y=25cosx ,y(0)=1,y'(0)=-1和 y"+4y=(5e

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  • (1)∵齐次方程y"+4y'+4y=0的特征方程是r²+4r+4=0,则r=-2

    ∴齐次方程y"+4y'+4y=0的通解是y=(C1x+C2)e^(-2x) (C1,C2是积分常数)

    ∵设原方程的解为y=Acosx+Bsinx

    代入原方程得(3B-4A)sinx+(3A+4B)cosx=25cosx

    ==>3B-4A=0,3A+4B=25

    ==>A=3,B=4

    ∴原方程的特解是y=3cosx+4sinx

    ∴原方程的通解是y=(C1x+C2)e^(-2x)+3cosx+4sinx (C1,C2是积分常数)

    ∵y(0)=1,y'(0)=-1

    代入得C2+3=1,C1-2C2+4=-1

    ==>C1=-9,C2=-2

    ∴所求解是y=3cosx+4sinx-(9x+2)e^(-2x).

    (2)∵齐次方程y"+4y=0的特征方程是r²+4=0,则r=±2i (i是虚数)

    ∴齐次方程y"+4y=0的通解是y=C1cos(2x)+C2sin(2x) (C1,C2是积分常数)

    ∵设原方程的解为y=Ae^x+B

    代入原方程得5Ae^x+4B=5e^x+4

    ==>5A=5,4B=4

    ==>A=1,B=1

    ∴原方程的特解是y=e^x+1

    ∴原方程的通解是y=C1cos(2x)+C2sin(2x)+e^x+1

    ∵ y(0)=4,y'(0)=7

    代入得C1+1+1=4,2C2+1=7

    ==>C1=2,C2=3

    ∴所求解是y=2cos(2x)+3sin(2x)+e^x+1.