..
Hondziarz: y''' − y'' + 4y' − 4y = 20xe
−x
Rozwiazanie:
Rozwiazujemy równanie liniowe jednorodne:
y''' − y'' + 4y' − 4y = 0
r
3 − r
2 + 4r − 4 = 0 => (r
2 + 4)(r − 1) = 0 równanie charakterystyczne
r
1 = 1 , r
2 = 2i , r
3 = −2i pierwiastki równania charakterystycznego
Rozwiazanie ogólne równania liniowego jednorodnego
y = C
1e
x + C
2 cos 2x + C
3 sin 2x
Szukamy rozwiazania szczególnego równania niejednorodnego:
y''' − y'' + 4y' − 4y = 20xe
−x
y
s =
(Ax + B)e
−x
y'
s = Ae
−x − (Ax + B)e
−x = (−Ax + A − B)e
−x
y''
s = −Ae
−x − (−Ax + A − B)e
−x = (Ax − 2A + B)e
−x
y'''
s = Ae
−x − (Ax − 2A + B)e
−x = (−Ax + 3A − B)e
−x
Wstawiamy do równania:
(−Ax + 3A − B)e
−x − (Ax − 2A + B)e
−x + 4(−Ax + A − B)e
−x − 4(Ax + B)e
−x = 20xe
−x
−10Ax + 9A − 10B = 20x => 5 − 10A = 20 ; 9A − 10B = 0 =>
A = −2 ; B =9/5
y
s = (−2x + 9/5)e
−x
Rozwiazanie ogólne równania liniowego niejednorodnego:
y = C
1e
−2x + C
2 cos x + C
3 sin x + (−2x + 9/5)e
−x
Wstawiłem całe rozwiązanie zadania żeby było łatwiej. Od czego zależy jak wygląda wyraz
zaznaczony na czerwono? Generalnie wiem że od stopnia wielomianu przy e
−x po prawej stronie
równania, ale były przykłady gdzie było np 10e
x i y
s było czasami równe 10xe
−x a czasami
10e
−x
Proszę o pomoc