Вопрос задан 26.12.2024 в 13:56. Предмет Математика. Спрашивает Umanets Lilya.

Дифференциального уравнения y''+7y'-6y=0

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Орищич Вікторія.

Чтобы решить дифференциальное уравнение второго порядка с постоянными коэффициентами

y+7y6y=0,y'' + 7y' - 6y = 0,

следуем стандартному методу поиска общего решения для линейных однородных уравнений второго порядка.

Шаг 1: Составление характеристического уравнения

Для такого типа уравнений, где у нас есть производные yy'' и yy', характеристическое уравнение составляется следующим образом:

  1. Предположим, что общее решение имеет вид y=eλxy = e^{\lambda x}, где λ\lambda — константа, которая будет найдена в процессе решения.
  2. Подставляем это выражение для yy в уравнение. Тогда его производные будут:
    • Первая производная y=λeλxy' = \lambda e^{\lambda x}.
    • Вторая производная y=λ2eλxy'' = \lambda^2 e^{\lambda x}.
  3. Подставляем yy, yy' и yy'' в дифференциальное уравнение: λ2eλx+7λeλx6eλx=0.\lambda^2 e^{\lambda x} + 7\lambda e^{\lambda x} - 6 e^{\lambda x} = 0.
  4. Поскольку eλx0e^{\lambda x} \neq 0, делим на eλxe^{\lambda x}: λ2+7λ6=0.\lambda^2 + 7\lambda - 6 = 0.

Таким образом, характеристическое уравнение для данного дифференциального уравнения:

λ2+7λ6=0.\lambda^2 + 7\lambda - 6 = 0.

Шаг 2: Решение характеристического уравнения

Решаем квадратное уравнение:

λ2+7λ6=0.\lambda^2 + 7\lambda - 6 = 0.

Это уравнение можно решить, используя формулу квадратного корня:

λ=b±b24ac2a.\lambda = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}.

Здесь a=1a = 1, b=7b = 7 и c=6c = -6. Подставим значения:

λ=7±7241(6)21=7±49+242=7±732.\lambda = \frac{-7 \pm \sqrt{7^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-6)}}{2 \cdot 1} = \frac{-7 \pm \sqrt{49 + 24}}{2} = \frac{-7 \pm \sqrt{73}}{2}.

Корни этого уравнения:

λ1=7+732,λ2=7732.\lambda_1 = \frac{-7 + \sqrt{73}}{2}, \quad \lambda_2 = \frac{-7 - \sqrt{73}}{2}.

Шаг 3: Общее решение дифференциального уравнения

Так как корни характеристического уравнения λ1\lambda_1 и λ2\lambda_2 вещественные и различны, то общее решение дифференциального уравнения будет иметь вид:

y(x)=C1eλ1x+C2eλ2x,y(x) = C_1 e^{\lambda_1 x} + C_2 e^{\lambda_2 x},

где C1C_1 и C2C_2 — произвольные константы, которые могут быть найдены при наличии начальных условий.

Подставим найденные значения корней:

y(x)=C1e(7+732)x+C2e(7732)x.y(x) = C_1 e^{\left(\frac{-7 + \sqrt{73}}{2}\right) x} + C_2 e^{\left(\frac{-7 - \sqrt{73}}{2}\right) x}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Задать вопрос