y"+y=-cost,y=dx⼀dt-cost 求y和x

答案是x=c1cost+c2sint+1+t/2cost y=-c1sint+c2cost-1/2cost-t/2sint 求过程
2025-06-23 06:28:23
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回答1:

首先,确定自变量为t;把y关于x的关系式带入,先消去y,得到x'''+x'=-cost;然后求出线性解空间,即求解x'''+x'=0的解,换元,令u=x',u''+u=0,得到特征方程r^2+1=0,r=cost+isint,所以通解为u=c1cost+c2sint;下面求特解,观察,令u=(at+b)cost+(ct+d)sint,带入解出a,b,c,d,最后的式子为(2c-b-at)cost-(2a+d+ct)sint+(at+b)cost+(ct+d)sint=-cost,c=-1/2,a=0;然后求解x与y.x'=c1cost+c2sint+1/2*t*sint,所以x=c1sint-c2cost+t/2cost-1/2cost+c3,(求积)简化得x=c1cost+c2sint+t/2cost+c3(c1c2为任意常数所以可以这么整理,c3也是任意常数,不知为何答案里固定为1,其他常值也可以);然后求y=-c1sint+c2cost-1/2cost-t/2sint ,此为求导过程就不详细说了。以上就是过程,不过答案稍微有点不同,(我觉得那个1应该任意常数都可以,你自己试试,带入检验就可)还请你自己确认一下。如果正确请采纳哦~

回答2:

①先解第一个微分方程,求出y
y''+y=-cost
齐次特征方程:r^2+1=0
特征根:r1,2=±i
齐次通解:Y=C1cost+C2sint
设非齐特解为:y*=t(Acost+Bsint)
则 y*''+y*=-2Asint+2Bcost=-cost
解得 A=0, B=-1/2
∴y*=-1/2*tsint
∴y的通解为 y=C1cost+C2sint-1/2*tsint
②再将y带入第二个微分方程,求出x
y=dx/dt-cost=x'-cost
x'=y+cost=(C1+1)cost+C2sint-1/2*tsint
这是一个关于t的一阶方程,直接积分可得
x=(C1+1)sint-C2cost+1/2*tcost-1/2*sint+C3
=C1sint-C2cost+1/2*tcost+1/2*sint+C3
(我的常数和你的常数稍有不同,我的C1等于你的C2-1/2
我的C2等于你的-C1,代换之后可得到与你相同的结果。
唯一不同的是你的常数1应换为我的常数C3才对。
没有初始条件,这几个常数是无法确定下来的。)

回答3:

你答案中的C是哪里来的