1樓：粒下
二階常係數非齊次線性微分方程的表示式為y''+py'+qy=f(x)，其特解y*設法分三種情況。
1、如果f(x)=p（x），pn（x）為n階多項式。
若0不是特徵值，在令特解y*=x^k*qm(x)*e^λx中，k=0，λ=0；因為qm(x)與pn（x）為同次的多項式，所以qm(x)設法要根據pn（x）的情況而定。
比如如果pn（x）=a（a為常數），則設qm(x)=a（a為另一個未知常數）；如果pn（x）=x，則設qm(x)=ax+b；如果pn（x）=x^2，則設qm(x)=ax^2+bx+c。
若0是特徵方程的單根，在令特解y*=x^k*qm(x)*e^λx中，k=1，λ=0，即y*=x*qm(x)。
若0是特徵方程的重根，在令特解y*=x^k*qm(x)*e^λx中，k=2，λ=0，即y*=x^2*qm(x)。
2、如果f(x)=p（x）e^αx，pn（x）為n階多項式。
若α不是特徵值，在令特解y*=x^k*qm(x)*e^αx中，k=0，即y*=qm(x)*e^αx，qm(x)設法要根據pn（x）的情況而定。
若α是特徵方程的單根，在令特解y*=x^k*qm(x)*e^αx中，k=1，即y*=x*qm(x)*e^αx。
若α是特徵方程的重根，在令特解y*=x^k*qm(x)*e^λx中，k=2，即y*=x^2*qm(x)*e^αx。
3、如果f(x)=[pl（x）cos(βx)+pn（x）sin(βx)]e^αx，pl（x）為l階多項式，pn（x）為n階多項式。
若α±iβ不是特徵值，在令特解y*=x^k*[rm1(x)cos(βx)+rm2(x)sin(βx)]e^αx中，k=0，m= max ，rm1(x)與rm2(x)設法要根據pl（x）或pn（x）的情況而定（同qm(x)設法要根據pn（x）的情況而定的原理一樣）。
即y*=[rm1(x)cos(βx)+rm2(x)sin(βx)]e^αx
若α±iβ不是特徵值，在令特解y*=x^k*[rm1(x)cos(βx)+rm2(x)sin(βx)]e^αx中，k=1，即y*=x*[rm1(x)cos(βx)+rm2(x)sin(βx)]e^αx。
2樓：匿名使用者
如圖qm(x)是與pm(x)同次的多項式
舉個例子
二階微分方程為……=2e^x
此時pm(x)=2
設qm(x)=b
如果二階微分方程為……=2xe^x
設qm(x)=ax+b
如果二階微分方程為……=2x²e^x
設qm(x)=ax²+bx+c(不過這種情況的題目很少很少見，我是沒見過)
rm(x)是m次多項式，m=max
什麼意思呢？
跟上面的類似。
假設二階微分方程為……e^x(2cosx+2sinx)明顯此時為pl(x)=pn(x)=2，那麼就是x^0設rm1(x)=a，rm2(x)=b
如果二階微分方程為……e^x(2xcosx+2sinx)這時候最大次數是x^1，
所以設rm1(x)=ax+b，rm2(x)=cx+d二次方的我就不列舉了，很少見。
3樓：命定
先將原方程等號右端的自由項看成 f(x)=x^k · pm(x) · e^λx 方程①
1、對應題主的情況一，qm(x)=b0
原方程 y"+y'-2y=2e^x
原方程對應的齊次特徵方程 r^2+r-2=0，
齊次特徵根 r1=1
r2=-2
然後看到原方程等號右端為 2e^x，
將 2e^x 與 x^k·pm(x)·e^λx 比較，很明顯可以看出λ=1
λ=1=r1，而λ≠r2，可以看到λ為單特徵根因為只與其中的一個r1相等
所以k=1，因為單特徵根所以k取1。
還記得回答頂部的方程①嗎？
方程①變成了 f(x)=x^1 · pm(x) · e^1x =x · e^x · pm(x)
發現m還不知道，再將 x·e^x·pm(x) 與 2e^x 比較，
很明顯可以看出pm(x)=2，所以設qm(x)=b0，常數對應常數嘛
因為 f(x)=x·e^x·pm(x) 中的x是根據k取得，跟pm(x)無關
e^x是根據λ取得，跟pm(x)也無關。
所以 pm(x) 只可能與 2e^x 的常數2有關。既然pm(x)只與常數有關，
那就設qm(x)為一個常數b0
所以 y*=x^k · pm(x) · e^λx
最後設為 y*=b0 · x · e^x
2、對應題主的情況二，qm(x)=b0x+b1
同理原方程 y"-3y'+2y=x·e^2x
r1=1，r2=2
比較e^2x與e^λx，所以λ=2
λ=2=r2，所以λ為單特徵根，所以k=1
此時原方程等號右端還有一個 x ，就是留下來對比pm(x)的
所以 qm(x) 設為 b0x+b1 形式
所以最後y*=x^k · qm(x) · e^λx = x · (b0x+b1) · e^2x
即y*= x · (b0x+b1) · e^2x
3、對應題主的情況三，qm(x)=b0x^2+b1x+b2
原方程 2y"+5y'=5x^2-2x-1
r1=0
r2=-5/2
對比λ=0=r1，所以k取1，
而pm(x)要去對應5x^2-2x-1，所以qm(x)設為b0x^2+b1x+b2
所以最後y*=x^k · qm(x) · e^0 = x · (b0x^2+b1x+b2) = b0x^3+b1x^2+b2x
即y* = b0x^3+b1x^2+b2x
二階常係數非齊次線性微分方程特解怎麼設？
4樓：demon陌
較常用的幾個：
1、ay''+by'+cy=e^mx
特解 y=c(x)e^mx
2、ay''+by'+cy=a sinx + bcosx
特解 y=msinx+nsinx
3、ay''+by'+cy= mx+n
特解 y=ax
二階常係數線性微分方程是形如y''+py'+qy=f(x)的微分方程，其中p，q是實常數。自由項f(x)為定義在區間i上的連續函式，即y''+py'+qy=0時，稱為二階常係數齊次線性微分方程。
若函式y1和y2之比為常數，稱y1和y2是線性相關的；若函式y1和y2之比不為常數，稱y1和y2是線性無關的。特徵方程為：λ^2+pλ+q=0，然後根據特徵方程根的情況對方程求解。
擴充套件資料：
通解=非齊次方程特解+齊次方程通解
對二階常係數線性非齊次微分方程形式ay''+by'+cy=p(x)
其中q(x)是與p(x)同次的多項式，k按α不是特徵根、是單特徵根或二重特徵根（上文有提），依次取0,1或2.
將y*代入方程，比較方程兩邊x的同次冪的係數（待定係數法），就可確定出q(x)的係數而得特解y*。
多項式法：
設常係數線性微分方程y''+py'+qy =pm
f″(λ)/2!z″+f′(λ)/1!z′+f(λ)z=pm(x) ，這裡f(λ)=λ^2+pλ+q為方程對應齊次方程的特徵多項式。
升階法：
設y''+p(x)y'+q(x)y=f(x)，當f(x)為多項式時，設f(x)=a0x^n+a1x^(n-1)+…+a(n-1)x+an，此時，方程兩邊同時對x求導n次，得
y'''+p(x)y''+q(x)y'=a0x^n+a1x^(n-1)+…+a(n-1)x+an……
y^(n+1)+py^(n)+qy^(n-1)=a0n!x+a1(n-1)!
y^(n+2)+py^(n+1)+qy^(n)=a0n!
令y^n=a0n!/q(q≠0),此時，y^(n+2)=y^(n+1)=0。由y^(n+1)與y^n通過倒數第二個方程可得y^(n-1)，依次升階，一直推到方程y''+p(x)y'+q(x)y=f(x)，可得到方程的一個特解y(x)。
5樓：匿名使用者
（1）y」+3y』+2y=xe^-x
特解 y*=ax+b（這是錯的，最起碼得有個e^-x吧？）（2）y」+3y』+2y=（x² + 1）e^-x特解y*=x（ax²+bx+c）e^-x
-------------------------------1、xe^-x前的多項式為x，所以設qm(x)是qm(x）=ax+b,由於-1是特徵方程的單根，所以特解為
y*=x(ax+b)e^(-x)
2、(x²+1)e^-x前的多項式為二次，所以設qm(x)是qm(x）=ax²+bx+c,由於-1是特徵方程的單根，所以特解為y*=x(ax²+bx+c)e^-x
把特解帶入原微分方程，待定係數法求出引數a、b、c。
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