高数课后题7.9.1

高数课后题7.9.1

求下列欧拉方程的通解

(1)

, 记,则原方程化为:

特征方程为,即,有特征值,故方程有通解

即原方程的通解为

(2)

原方程可改写成,令,记,则方程化为

对应的齐次方程的特征方程为,即,解得,齐次方程的通解为:

,是特征根,设,则

代入方程可得,即,故方程的通解为:

即原方程的通解为:

(3)

,记,则方程可化为:

其特征方程为,即,有根,故方程的通解为:

即原方程的通解为:

(4)

,记,则方程可化为,即:

对应的齐次方程的特征方程为,解为,故齐次方程的通解为:

,不是特征方程的根,故令是方程的特解,代入方程,比较系数得,即:

于是通解为:

即原方程的通解为:

(5)

,记,则方程可化为,即

对应的齐次方程的特征方程为,解得,故齐次方程的通解为

,不是特征方程的根,故可令是方程的特解,即是原方程的特解,代入原方程中得,即,故原方程的通解为:

(6)

,记,则原方程化为,即:

对应的齐次方程的特征方程为,解得,故齐次方程的通解为:

不是特征方程的根,故可令是方程的特解,代入方程并比较系数,可得,即:

于是通解为:

即原方程的通解为:

(7)

,记,则原方程可化为,即:

对应的齐次方程的特征方程为,解得,故齐次方程的通解为:

不是特征方程的根,故方程的特解,而是特征方程的二重根,故方程的特解为, 由叠加原理可知,代入方程得:

比较系数得,即:

方程通解为:

即原方程的通解为:

(8)

,记,则原方程可化为,即:

对应的齐次方程的特征方程为,解得,故齐次方程的通解为:

对方程,因不是特征方程的根,可令,对方程,因是特征方程的单根,可令,由叠加原理,可令是方程的特解,即:

是原方程的特解,并由

代入原方程,得:

比较系数得:,即

故原方程的通解为

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