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常微分方程通解公式(二阶常微分方程通解公式)

时间:2023-08-21 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 考研政策

若设其满足特征方程$$\lambda^2+P\lambda+Q=0$$则特征方程的根分别为$\lambda_1$和$\lambda_2$。

二阶常微分方程的通解公式如下:

设二阶常微分方程为

$$

\frac{{d^2y}}{{dx^2}} + P\frac{{dy}}{{dx}} + Qy = 0

$$

其中P和Q都是常数。若设其满足特征方程

$$

\lambda^2 + P\lambda + Q = 0

$$

则特征方程的根分别为$\lambda_1$和$\lambda_2$。

1. 若特征方程有两个不相等的实根$\lambda_1$和$\lambda_2$,则二阶常微分方程的通解为

$$

y = C_1e^{\lambda_1x} + C_2e^{\lambda_2x}

$$

其中$C_1$和$C_2$为任意常数。

2. 若特征方程有一个重实根$\lambda_1$,则二阶常微分方程的通解为

$$

y = (C_1 + C_2x)e^{\lambda_1x}

$$

其中$C_1$和$C_2$为任意常数。

3. 若特征方程有一对共轭复根$\lambda = \alpha \pm \beta i$,其中$\alpha$和$\beta$都是实数,且$\beta \neq 0$,则二阶常微分方程的通解为

$$

y = e^{\alpha x}(C_1\cos(\beta x) + C_2\sin(\beta x))

$$

其中$C_1$和$C_2$为任意常数。