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.

Робочий приклад · 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}

Крок за кроком

  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.

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

Тепер ти Виберіть проблему або наберіть її на зразок. Кожен крок, малюнок, відповідь, сховану до того часу, доки ви не запитаєте.

Нехай ваша робота буде такою ж, як у вас

Вільний рахунок додає нотатки до кожного уроку, запису того, що ви завершили, ваших розв' язаних проблем у одному місці, і репетитора, який ви можете запитати про цю сторінку. Сама математика відкрита для всіх, підписані чи ні.

Підписування Вхід

Символи, що тут використовуються

Взяти будь-який символ до повного визначення, зображення і що означає кожна літера.

Як це зробити?: 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.

Запитання людей

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.

Більше в Differential Equations

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