三題工程數學之解答?

2014-04-10 12:43 am

1. (1-x^2)y" - 4xy' - 2y = 0

2. y" + λy = 0 y(0)= 0 & y'(L) = 0

3. y" + 8y' +(λ+16)y = 0 y(0) = 0 & y(π) = 0



請問這三題工程數學如何求解以及解答?
更新1:

To 麻辣 第三題題目所給的條件之一是y(π) = 0 非y'(π) = 0 y(π) = 0 我用你的解法算到y(t)=c2*e^(-4t)*sin(at) 代入的話又等於零了(當λ>0時) 請問如何解答當條件是y(π) = 0 ? 另外非常感謝麻辣所解的第一&第二題

回答 (10)

2014-04-10 4:02 am
✔ 最佳答案
1.0=(1-x^2)y"-4xy'-2y=[(1-x^2)y']'-2(xy'+y)=[(1-x^2)y']'-2(xy)'=[(1-x^2)y'-2(xy)]'=(1-x^2)y'-2(xy)=(1-x^2)dy-2xydx=dy/y-2xdx/(1-x^2)ln(c)=ln(y)+d(1-x^2)/(1-x^2)=ln(y)+ln(1-x^2)c=y(1-x^2)
y(x)=c/(1-x^2)......ans

2.y"+λ*y=0, y(0)=0 & y'(L)=0(2A)λ>0 => λ=a^20=D^2+a^2 => D=+-ajy(t)=c1*cos(at)+c2*sin(at)y(0)=c1=0 => y(x)=c2*sin(at)y'(x)=a*c2*cos(at)y'(L)=a*c2*cos(aL)=0=> cos(aL)=0 => a*L=(2n-1)*pi/2; n=自然數L=(2n-1)*pi/2a
(2B)λ<0 => λ=-a^20=D^2-a^2 => D=+-ay(t)=c1*e^t+c2*e(-t) => y(0)=c1+c2=0y'(t)=c1*e^t-c2*e^(-t) => y'(L)=c1*e^L-c2*e^(-L)=0=> c1=c2=0所以λ<0不存在(2C)λ=0y"=0 => y(x)=c1*x+c2
3.y"+8y'+(a+16)y=0, y(0)=0 & y(π)=0(3A)λ>0 => λ=a^20=D^2+8D+(a^2+16)D=-4+-ajy(t)=e^(-4t)[c1*cos(at)+c2*sin(at)]y(0)=c1=0=> y(t)=c2*e^(-4t)*sin(at)y'(t)=c2{-4e^(-4t)*sin(at)+a*e^(-4t)*cos(at)}=> y'(pi)=c2{-4e^(-4pi)*sin(a*pi)+a*e^(-4pi)*cos(a*pi)}=0=> 0=-4*sin(a*pi)+a**cos(a*pi)=> tan(a*pi)=a/4 => a=0 => λ=0(3B)λ<0 => 同樣的道理,不存在(3C)λ=0 => 參考3A

2014-04-09 20:12:28 補充:
第1題漏掉積分常數修正如下:

c1=(1-x^2)y'-2(xy)

c1/(1-x^2)=y'-2xy/(1-x^2)

積分因子:

ln(F)=-2∫xdx/(1-x^2)

=∫d(1-x^2)/(1-x^2)

=ln(1-x^2)

=> F=(1-x^2)

代入原式:

[y*(1-x^2)]'=[c1/(1-x^2)]*(1-x^2)=c1

y(1-x^2)=∫c1*dx+c2=c1*x+c2

y(x)=(c1*x+c2)/(1-x^2)......ans
2014-05-01 6:03 pm
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2014-04-30 11:24 pm
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2014-04-29 4:52 pm
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2014-04-28 7:30 am
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2014-04-27 11:23 pm
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2014-04-25 3:15 pm
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2014-04-24 2:15 pm
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2014-04-11 1:57 pm
>快去這里*****我每次都是去這里看
勩厷南厸勨
2014-04-10 2:14 am
第二、第三題,λ 是正是負對於答案有影響。


收錄日期: 2021-04-30 18:40:49
原文連結 [永久失效]:
https://hk.answers.yahoo.com/question/index?qid=20140409000015KK04123

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