高数 二阶线性非齐次微分方程 一道题急求解

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  • ∵f'(x)=1+∫[3e^(-t)-f(t)]dt

    ∴f'(0)=1.(1)

    f"(x)=3e^(-x)-f(x).(2)

    ∵微分方程(2)的齐次方程是 f"(x)+f(x)=0

    于是,此齐次方程的特征方程是r^2+1=0,则特征根是r=±i(二不同的复数根)

    ∴此齐次方程的通解是f(x)=C1cosx+C2sinx (C1,C2是常数)

    ∵设方程(2)的解为f(x)=Ae^(-x)

    代入方程(2),得Ae^(-x)=3e^(-x)-Ae^(-x)

    ==>2A=3

    ==>A=3/2

    ∴y=(3/2)e^(-x)是方程(2)的一个特解

    即 方程(2)的通解是f(x)=C1cosx+C2sinx+(3/2)e^(-x).(3)

    ==>f'(x)=-C1sinx+C2cosx-(3/2)e^(-x).(4)

    ∵f(0)=0,f'(0)=1

    代入(3)和(4),可求得

    C1+3/2=0,C2-3/2=1

    ==>C1=-3/2,C2=5/2

    ∴方程(2)满足所给初始条件的特解是f(x)=(3cosx+5sinx+3e^(-x))/2

    故所求f(x)=(3cosx+5sinx+3e^(-x))/2.