Вопрос задан 16.10.2026 в 13:21. Предмет Математика. Спрашивает Торебаева Мими.

помогите пожалуйста,завтра экзамен,срочно нужно!!! Найти частное решение дифференциального уравнения , при заданных начальных условиях. y"-2y'-3y=e^4x; у(0)=0 , y'(0)=0

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Панова Алёна.

Решим дифференциальное уравнение второго порядка с заданными начальными условиями:

y′′−2y′−3y=e4x,y''-2y'-3y=e^{4x},
y(0)=0,y′(0)=0.y(0)=0,\qquad y'(0)=0.

1. Найдём общее решение однородного уравнения

Сначала решим однородное уравнение:

y′′−2y′−3y=0.y''-2y'-3y=0.

Составим характеристическое уравнение:

k2−2k−3=0.k^2-2k-3=0.

Разложим на множители:

(k−3)(k+1)=0.(k-3)(k+1)=0.

Отсюда получаем корни:

k1=3,k2=−1.k_1=3,\qquad k_2=-1.

Следовательно, общее решение однородного уравнения имеет вид:

yодн=C1e3x+C2e−x.y_{\text{одн}}=C_1e^{3x}+C_2e^{-x}.

2. Найдём частное решение неоднородного уравнения

Исходное уравнение:

y′′−2y′−3y=e4x.y''-2y'-3y=e^{4x}.

Правая часть представляет собой экспоненту e4xe^{4x}, поэтому будем искать частное решение в виде:

yч=Ae4x,y_{\text{ч}}=Ae^{4x},

где AA — неизвестная постоянная.

Найдём производные:

yч′=4Ae4x,y_{\text{ч}}'=4Ae^{4x},
yч′′=16Ae4x.y_{\text{ч}}''=16Ae^{4x}.

Подставим их в исходное уравнение:

16Ae4x−2⋅4Ae4x−3Ae4x=e4x.16Ae^{4x}-2\cdot4Ae^{4x}-3Ae^{4x}=e^{4x}.

Приведём подобные слагаемые:

(16A−8A−3A)e4x=e4x,(16A-8A-3A)e^{4x}=e^{4x},
5Ae4x=e4x.5Ae^{4x}=e^{4x}.

Разделим обе части на e4xe^{4x}:

5A=1.5A=1.

Отсюда:

A=15.A=\frac15.

Таким образом, частное решение неоднородного уравнения:

yч=15e4x.y_{\text{ч}}=\frac15e^{4x}.

3. Запишем общее решение неоднородного уравнения

Общее решение складывается из общего решения однородного уравнения и частного решения неоднородного уравнения:

y=C1e3x+C2e−x+15e4x.y=C_1e^{3x}+C_2e^{-x}+\frac15e^{4x}.

4. Используем первое начальное условие y(0)=0y(0)=0

Подставим x=0x=0 и y=0y=0:

0=C1e0+C2e0+15e0.0=C_1e^0+C_2e^0+\frac15e^0.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Математика

Последние заданные вопросы в категории Математика

Задать вопрос