求y"+24y'+128y=(49x+47)e^x的微分方程的通解。
解:对微分方程y"+24y'+128y=0的特征方程为:
r^2+24r+128=0
(r₁+8)(r₂+16)=0
所以:r₁=-8,r₂=-16.
此时二阶常系数线性微分方程的通解为:
y*=C₁e^(-8x)+C₂e^(-16x).
又因为f(x)=(49x+47)e^x,λ=1不是方程的根,
设其特解为y₁=(px+q)e^x,分次求导得:
y₁'=pe^x+(px+q)e^x=(px+p+q)e^x
y₁"=pe^x+(px+p+q)e^x=(px+2p+q)e^x
代入微分方程有:
(px+2p+q)e^x+24(px+p+q)e^x+128(px+q)e^x=(49x+47)e^x,
化简得:
[(1+24+128)px+(2+24)p+(1+24+128)q]e^x=(49x+47)e^x,
(153px+26p+153q)e^x=(49x+47)e^x,
对应项系数相等,则:
153p=49,
26p+153q=47;
解p,q方程组得:p=49/153,q=5917/153²(或=5917/23409)。
此时微分方程的特解y₁=(49/153*x+5917/153²)e^x。
则该微分方程的通解为:
y=y*+y₁
=C₁e^(-8x)+C₂e^(-16x)+(49/153*x+5917/153²)e^x。