常系数线性微分方程

1 常系数线性微分方程
如果某能写成:

那么该就称为 常系数线性微分方程 。如果,那么该方程就是 齐次 的,否则就是 非齐次 的。

常系数线性微分方程是的一种特殊情况,其系数都为常数:

比如是常系数齐次线性微分方程,而是常系数非齐次线性微分方程。

2 常系数齐次线性微分方程的解

对于而言,其取决于 特征方程 的两个根的情况:

阶常系数齐次线性微分方程的通解与之类似,这里就不再赘述了。

3
为常数,次多项式,对于

形如:

其中中的重根数(若不是特征方程的根,则,若是特征方程的重根,则),次多项式。

为例来说明下上述结论。可假设其(其中为某多项式),根据假设有:

代入,由下面的计算可知,假设确实是合理:

现在有:

下面可以分情况来讨论:

        (1)不是的根,那么有,所以要使得式(1)成立,必须为次多项式,即:

        (2)的一重根,也就是该特征方程的根为,且为其中之一。此时有,但,所以由式(1)可推出:

所以必须为次多项式,所以必须为次多项式,此时可令:

        (3)的二重根,也就是该特征方程的根为,且。此时有,且,所以由式(1)可推出:

所以必须为次多项式,所以必须为次多项式,此时可令:

综上就可以得到

关注马同学
马同学高等数学
微信公众号:matongxue314