Вопрос задан 02.02.2025 в 09:21. Предмет Математика. Спрашивает Зиневич Влад.

Y"+4y'+5y=5x^2-32x+5 срочноооо

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Захарова Мария.

Чтобы решить дифференциальное уравнение второго порядка:

Y+4Y+5Y=5x232x+5Y'' + 4Y' + 5Y = 5x^2 - 32x + 5

начнем с решения соответствующего однородного уравнения, а затем найдем частное решение для полного уравнения.

Шаг 1: Решение однородного уравнения

Однородное уравнение:

Y+4Y+5Y=0Y'' + 4Y' + 5Y = 0

Для его решения составим характеристическое уравнение:

r2+4r+5=0r^2 + 4r + 5 = 0

Решим это квадратное уравнение. Найдем дискриминант:

D=42415=1620=4D = 4^2 - 4 \cdot 1 \cdot 5 = 16 - 20 = -4

Дискриминант отрицательный, поэтому корни будут комплексными:

r=4±421=4±2i2=2±ir = \frac{-4 \pm \sqrt{-4}}{2 \cdot 1} = \frac{-4 \pm 2i}{2} = -2 \pm i

Итак, корни характеристического уравнения: r1=2+ir_1 = -2 + i и r2=2ir_2 = -2 - i.

Решение однородного уравнения будет иметь вид:

Yh=e2x(C1cosx+C2sinx)Y_h = e^{-2x}(C_1 \cos x + C_2 \sin x)

где C1C_1 и C2C_2 — произвольные постоянные.

Шаг 2: Частное решение

Теперь найдем частное решение YpY_p для правой части уравнения 5x232x+55x^2 - 32x + 5. Поскольку правая часть — это многочлен второй степени, мы предположим частное решение в виде многочлена второй степени:

Yp=Ax2+Bx+CY_p = Ax^2 + Bx + C

Найдем производные YpY_p и YpY_p':

Yp=2Ax+BY_p' = 2Ax + B Yp=2AY_p'' = 2A

Подставим YpY_p, YpY_p' и YpY_p'' в уравнение Y+4Y+5Y=5x232x+5Y'' + 4Y' + 5Y = 5x^2 - 32x + 5:

2A+4(2Ax+B)+5(Ax2+Bx+C)=5x232x+52A + 4(2Ax + B) + 5(Ax^2 + Bx + C) = 5x^2 - 32x + 5

Раскроем скобки и упростим:

2A+8Ax+4B+5Ax2+5Bx+5C=5x232x+52A + 8Ax + 4B + 5Ax^2 + 5Bx + 5C = 5x^2 - 32x + 5

Теперь сгруппируем члены по степеням xx:

  1. Для x2x^2: 5A=55A = 5A=1A = 1
  2. Для xx: 8A+5B=328A + 5B = -3281+5B=328 \cdot 1 + 5B = -325B=405B = -40B=8B = -8
  3. Для свободного члена: 2A+4B+5C=52A + 4B + 5C = 521+4(8)+5C=52 \cdot 1 + 4 \cdot (-8) + 5C = 5232+5C=52 - 32 + 5C = 5

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Задать вопрос