Для решения данного неоднородного дифференциального уравнения второго порядка (y'' - y = 6x^2 + 3x) можно воспользоваться методом вариации произвольных постоянных.
Сначала найдем общее решение соответствующего однородного уравнения (y'' - y = 0). Характеристическое уравнение этого уравнения имеет вид:
[r^2 - 1 = 0]
[r^2 = 1]
[r_{1,2} = \pm 1]
Таким образом, общее решение однородного уравнения будет иметь вид:
[y_h(x) = c_1e^x + c_2e^{-x}]
Теперь найдем частное решение неоднородного уравнения в виде (y_p(x) = Ax^2 + Bx + C). Найдем производные:
[y'_p(x) = 2Ax + B, \quad y''_p(x) = 2A]
Подставим частное решение в исходное уравнение:
[2A - (Ax^2 + Bx + C) = 6x^2 + 3x]
[2A - Ax^2 - Bx - C = 6x^2 + 3x]
Сравнивая коэффициенты при одинаковых степенях (x), получаем систему уравнений:
[ \begin{cases} -A = 6 \ -B = 3 \ 2A - C = 0 \end{cases} ]
Отсюда найдем (A = -6), (B = -3) и (C = 12), а частное решение будет выглядеть следующим образом:
[y_p(x) = -6x^2 - 3x + 12]
Итак, общее решение неоднородного уравнения будет состоять из суммы общего решения однородного уравнения и найденного частного решения:
Для решения данного неоднородного дифференциального уравнения второго порядка (y'' - y = 6x^2 + 3x) можно воспользоваться методом вариации произвольных постоянных.
Сначала найдем общее решение соответствующего однородного уравнения (y'' - y = 0). Характеристическое уравнение этого уравнения имеет вид:
[r^2 - 1 = 0]
[r^2 = 1]
[r_{1,2} = \pm 1]
Таким образом, общее решение однородного уравнения будет иметь вид:
[y_h(x) = c_1e^x + c_2e^{-x}]
Теперь найдем частное решение неоднородного уравнения в виде (y_p(x) = Ax^2 + Bx + C). Найдем производные:
[y'_p(x) = 2Ax + B, \quad y''_p(x) = 2A]
Подставим частное решение в исходное уравнение:
[2A - (Ax^2 + Bx + C) = 6x^2 + 3x]
[2A - Ax^2 - Bx - C = 6x^2 + 3x]
Сравнивая коэффициенты при одинаковых степенях (x), получаем систему уравнений:
[
\begin{cases}
-A = 6 \
-B = 3 \
2A - C = 0
\end{cases}
]
Отсюда найдем (A = -6), (B = -3) и (C = 12), а частное решение будет выглядеть следующим образом:
[y_p(x) = -6x^2 - 3x + 12]
Итак, общее решение неоднородного уравнения будет состоять из суммы общего решения однородного уравнения и найденного частного решения:
[y(x) = y_h(x) + y_p(x) = c_1e^x + c_2e^{-x} - 6x^2 - 3x + 12]