问题 问答题

设曲线y=y(x)(x>0)是微分方程2y"+y’-y=(4-6x)e-x的一个特解,此曲线经过原点且在原点处的切线平行于x轴.
(Ⅰ) 求曲线y=y(x)的表达式;
(Ⅱ) 求曲线y=y(x)到x轴的最大距离;
(Ⅲ) 计算积分[*]

答案

参考答案:微分方程的特征方程为
2+λ-1=0,
特征值为λ1=-1,[*],则微分方程2y"+y’-y=0的通解为
[*]
令非齐次线性微分方程2y"+y’-y=(4-6x)e-x的特解为y0(x)=x(ax+b)e-x,代入原方程得a=1,b=0,故原方程的特解为y0(x)=x2e-x,原方程的通解为
[*]
由初始条件y(0)=y’(0)=0得C1=C2=0,故y=x2e-x
(Ⅱ) 曲线y=x2e-x到x轴的距离为d=x2e-x,令d’=2xe-x-x2e-x=x(2-x)e-x=0,得x=2。
当x∈(0,2)时,d’>0;当x>2时,d’<0,则x=2为d=x3e-x的最大值点,最大距离为[*]
[*]

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