问题
问答题
设连续函数f(x)满足方程
(*)
求f(x)的表达式.
答案
参考答案:在题设的积分方程中令x=0得f(0)=0,把方程改写成
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由于上式右端各项都可导,因而f(x)可导,且
[*]
即[*].不难看出f’(x)也可导,且f"(x)=12x2-4f(x),此外还有f’(0)=1.这样一来,y=f(x)就是二阶常系数线性微分方程初值问题
[*]
的特解.由于y"+4y=0的特征根为λ1=2i与λ2=-2i(其中i是虚数单位),所以其通解为yC=C1cos2x+C2sin2x.
因为非齐次项是12x2,于是非齐次方程是y"+4y=12x2具有形式为y*=Ax2+Bx+C的特解.令
y"+4y*=2A+4(Ax2+Bx+C)≡12x2,
可确定A=3,B=0,[*],即[*].按通解结构定理知非齐次方程y"+4y=12x2的通解为
[*]
令x=0并利用y(0)=0可确定[*],在
y’=-2C1sin2x+2C2cos2x+6x
中令x=0并利用y’(0)=1可确定[*].故所求函数
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