问题
填空题
设y"-y=x2的解y=φ(x)当x→0时是较x2高阶的无穷小量,则φ(x)=______.
答案
参考答案:ex+e-x-x2-2
解析: 二阶常系数线性微分方程y"-y=x2的特征方程与特征根分别是λ2-1=0与λ1=1,λ2=-1.又方程有形式为y*=Ax2+Bx+C的特解,代入方程得
2A-(Ax2+Bx+C)=x2,
于是可确定A=-1,B=0,C=2A=-2.故方程y"-y=x2的通解为
y=C1ex+C2e-x-x2-2.
为了得到符合题目要求的解φ(x),只需从条件
确定其中的常数C1和C2.利用极限的四则运算法则有
于是有0=
(C1ex+C2e-x-2)=C1+C2-2,
即C1+C2=2.把它代入上面②又有
即C1=C2.综合即得C1=C2=1.故可求的解φ(x)=ex+e-x-x2-2.
直接计算可得
即φ(x)确实是符合题目要求的特解.