maths.free › Differential Equations › Nonhomogeneous equations

Nonhomogeneous equations

Driving forces: homogeneous solution plus a particular solution.

With a forcing term on the right, the general solution is the homogeneous solution plus any one particular solution. Undetermined coefficients guesses the particular solution in the shape of the forcing (exponential, polynomial, sinusoid); variation of parameters handles the rest.

Жұмыстағы мысал · y'' - 3y' + 2y = e^x

Differential-Equations · Differential-Equations

Y'' - 3y' + 2y = e^x

2 y{\left(x \right)} - 3 \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \frac{d^{2}}{d x^{2}} y{\left(x \right)} = e^{x}

Қадам сайын

  1. 2 y{\left(x \right)} - 3 \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \frac{d^{2}}{d x^{2}} y{\left(x \right)} = e^{x}

    The differential equation.

  2. \text{order } 2

    Order 2: the highest derivative present.

  3. \text{Undetermined coefficients}

    Solve the homogeneous part from the characteristic equation, then guess a particular solution shaped like the right-hand side.

  4. r^{2} - 3 r + 2 = 0

    Characteristic equation of the homogeneous part (substitute y = e^{rx}).

  5. r = 2,\ r = 1

    Its roots.

  6. y{\left(x \right)} = \left(C_{1} + C_{2} e^{x} - x\right) e^{x}

    General solution (C₁, C₂ … are arbitrary constants).

  7. \checkmark

    Verified: substituting the solution back into the equation gives 0.

Жауап беріңіз
y{\left(x \right)} = \left(C_{1} + C_{2} e^{x} - x\right) e^{x}

Енді сен Мәтінді таңдап, жазу немесе өзіңіздің мәтініңізді салу. Әрбір қадамы сурет, сұрағанша жауап жасырылады.

Өзіңіздің жұмысыңызды жалғастыру

Тіркелгіңізде әрбір сабақта жазбалар, орындалған тапсырмалар, шешілген тапсырмалар бір жерде сақталады, және мұғалімге осы бет туралы сұрақ қоюға болады. Математикалық сабақтар жүйеге кірген немесе кірмеген кез келген адамға ашық.

Жазылу Кіру

Мұнда қолданылатын символдар

Тұтас анықтамасын, суретін және әрбір әріптің мағынасын көру үшін кез келген символды түртіңіз.

Не істеу керек: Nonhomogeneous equations

  1. The differential equation.
  2. Order 2: the highest derivative present.
  3. Solve the homogeneous part from the characteristic equation, then guess a particular solution shaped like the right-hand side.
  4. Characteristic equation of the homogeneous part (substitute y = e^{rx}).
  5. Its roots.
  6. General solution (C₁, C₂ … are arbitrary constants).
  7. Verified: substituting the solution back into the equation gives 0.

Адамдар қоятын сұрақтар

What is a differential equation?

An equation whose unknown is a function, relating it to its own derivatives. "The rate of growth is proportional to the population" is y′ = ky, and solving it means finding y as a function of time.

Why does the solution have arbitrary constants?

Integrating loses information: many functions share the same derivative. An n-th order equation has n constants, fixed by n initial or boundary conditions.

Келесіде Differential Equations

Separable equationsFirst-order linear equationsSecond-order, constant coefficientsModelling with differential equations