题目
18.(简答题,8.0分)(8分)求微分方程y^primeprime-3y^prime+2y=(3x+1)e^2x的通解.
18.(简答题,8.0分)
(8分)求微分方程$y^{\prime\prime}-3y^{\prime}+2y=(3x+1)e^{2x}$的通解.
题目解答
答案
1. **求齐次解**:特征方程为 $ r^2 - 3r + 2 = 0 $,解得 $ r_1 = 1 $,$ r_2 = 2 $。
齐次解为 $ y_h = C_1 e^x + C_2 e^{2x} $。
2. **求特解**:非齐次项为 $ (3x+1)e^{2x} $,设特解形式为 $ y_p = x(Ax + B)e^{2x} $。
代入原方程并整理得 $ y_p'' - 3y_p' + 2y_p = [2Ax + (2A + B)]e^{2x} $。
对比系数得 $ 2A = 3 $,$ 2A + B = 1 $,解得 $ A = \frac{3}{2} $,$ B = -2 $。
故特解为 $ y_p = \left( \frac{3}{2}x^2 - 2x \right)e^{2x} $。
3. **通解**:非齐次方程通解为齐次解与特解之和,即
\[
y = C_1 e^x + C_2 e^{2x} + \left( \frac{3}{2}x^2 - 2x \right)e^{2x}.
\]
**答案**:
\[
\boxed{C_1 e^x + C_2 e^{2x} + \left( \frac{3}{2}x^2 - 2x \right)e^{2x}}
\]