解微分方程(x^2)y''+xy'+y=coslnx的通解

2个回答

  • 大哥,这个明显不是常系数啊

    是欧拉方程吧

    设x=e^t 则Lnx=t

    xy'=dy/dt x^2y''=d^2y/dt^2-dy/dt

    代入得

    d^2y/dt^2+y=cost

    这个才是常系数

    先求d^2y/dt^2+y=0的通解 这个用特征方程也可以 设dy/dt=p 也可以解 都不困难

    但是两种方法解出来的表达式有不同

    特征方程解出来y=C1cost+C2sint

    按后种方法解出来 y=C1sin(t+C2)

    当然C1sin(t+C2)可以化为C1(sintcosC2+costsinC2),就和特征方程的解是一个样子了

    然后求特解

    y''+y=cost=(1/2)e^it+(1/2)e^(-it)

    分别求y''+y=(1/2)e^it

    和y''+y=(1/2)e(-it)

    的特解

    特解分别是 y=-(it/4)e^it

    和y=(it/4)e^(-it)

    所以

    y''+y=cost得特解是(it/4)[e^(-it)-e^(-it)]=(1/2)t*sint

    所以原方程得解为y=C1cost+C2sint+(1/2)tsint

    把t=Lnx代入得

    y=C1cosLnx+C2sinLnx+(1/2)LnxsinLnx

    注:cost=(1/2)e^it+(1/2)e^(-it)

    (it/4)[e^(-it)-e^(-it)]=(1/2)t*sint

    均是用的欧拉公式(欧拉公式和欧拉方程是两码事)

    这一题是欧拉方程用到欧拉公式完全是巧合