§6.3(4) 二阶常系数非齐次线性微分方程

一、基本形式与解法

解法:通解 (齐通 + 非齐特),用待定系数法

二、 型特解公式

其中 次待定多项式, = 作为特征根的重数

与特征根的关系 形式
0 不是特征根
1 是单根
2 是重根

推导原理

代入方程得:

  • (非特征根)→ 直接设 次多项式
  • (单根)→ 需乘
  • (重根)→ 需乘

三、常见 形式的特解设表

形式 待定形式条件
= 0是否为特征根的重数
= 作为特征根的重数
同上
= 作为特征根的重数
同上同上

四、典型例题

例1:多项式型(

特征根 不是特征根 → , 设 ,代入解得

例2:指数型( 为特征根)

单根, 设 ,代入待定系数求解。

例3:重根型

特征根 (重根),重根, 设

例4:三角函数型

特征根 是特征根 → , 设

五、欧拉方程 (Euler-Cauchy)

解法:令 ,得辅助(特征)方程:

辅助方程根通解
两不等实根
重根
共轭虚根

, 辅助方程 , 通解

六、解题流程

1. 写特征方程 r²+pr+q=0,求特征根
2. 写齐次通解 y_c
3. 看 f(x) 形式 → 设 y_p 含待定系数
4. 判断 λ (或 α+iβ) 与特征根关系 → 确定 x^k
5. 代入原方程,比较系数,求得 y_p
6. 通解 y = y_c + y_p