二阶微分方程的通解公式有以下:
第一种:由y2-y1=cos2x-sin2x是对应齐方程的解可推出cos2x、sin2x均为齐方程的解 , 故可得方程的通解是:y=C1cos2x+C2sin2x-xsin2x 。
第二种:通解是一个解集……包含了所有符合这个方程的解;n阶微分方程就带有n个常数,与是否线性无关 。
通解只有一个 , 但是表达形式可能不同,y=C1y1(x)+C2y2(x)是通解的话y=C1y1(x)+C2y2(x)+y1也是通解,但y=C1y1就是特解 。
第三种:先求对应的齐次方程2y''+y'-y=0的通解 。
相关信息:
如果y0是非齐次微分方程(1)的一个特解,而y*是对应的齐次微分方程(2)的通解,则y=y0+y*是方程(1)的通解 。
假如微分方程形式为y''-2*a*y'+a^2*y=0,那么它的特征方程为:
r^2-2*a*r+a^2=0,从而可以解得它的重根为r=a 。
按照一般思维,很明显y=e^(ax)将是它的一个根;但对于二阶微分方程而言,因为要积分两次,所以应该有两个常数 , 解的一般形式应该为y=c1*y1+c2*y2;
现在我们假设一般解形式为y=e^(ax)*u(x) (其中u(x)是一个我们需要解的函数)
首先计算下:
y'=a*e^(ax)*u(x)+e^(ax)*u'(x)
继续有:
y''=a*{a*e^(ax)*u(x)+e^(ax)*u'(x)}+ a*e^(ax)*u'(x)+e^(ax)*u''(x)
将这个解代入原微分方程有:
a*{a*e^(ax)*u(x)+e^(ax)*u'(x)}+ a*e^(ax)*u'(x)+e^(ax)*u''(x)
-2*a*{a*e^(ax)*u(x)+e^(ax)*u'(x)}
+a^2*e^(ax)*u(x)=0
GO
消元有:
【二阶微分方程的通解公式】e^(ax)*u''(x)=0
因为e^(ax)不可能为0,所以u''(x)=0,这样u(x)=c1+c2*x
如果y0是非齐次微分方程(1)的一个特解,而y*是对应的齐次微分方程(2)的通解,则y=y0+y*是方程(1)的通解 。
对于比较简单的情形,可以用观察法找特解 。但对于比较复杂的情形就不太容易了 。为此,下面对于f(x)的几种常见形式,以表2列出找其特解的方法(待定系数法)(表2中Pm(x)=a0+a1x+a2x2+...+amxm为已知的多项式) 。