设函数f(x)连续且满足
求f(x)的表达式.
参考答案:在题设方程中令x=0得f(0)=0.题设方程可改写为
[*]
由f(x)连续知[*]可导,结合4-5x与36xex可导即知f(x)可导,将上式两端求导得
[*]
化简得 [*] (*)
在(*)式中令x=0得f’(0)=36,从(*)式又知f(x)具有二阶导数,将(*)式两端求导得
f"(x)+4f’(x)-5f(x)=36(x+2)ex.
综合可得y=f(x)是二阶常系数线性微分方程初值问题
[*]的特解.
从特征方程λ2+4λ-5=0可得二特征根λ1=1,λ2=-5,于是对应齐次微分方程有二线性无关特解ex与e-5x,而上述非齐次微分方程的一个特解具有形式y*=x(Ax+B)ex,代入方程知待定系数A和B应满足恒等式
[6(2Ax+B)+2A]ex=36(x+2)ex,
不难得出A=3,B=11.从而方程具有通解
y=C1ex+C2e-5x+(3x2+11x)ex,
于是 y’=C1ex-5C2e-5x+(3x2+17x+11)ex.
利用初值 y(0)=0与y’(0)=36可确定[*].
综合即得[*]