二阶常系数齐次线性方程通解推导(涉及常数变易法和欧拉公式)

二阶常系数齐次线性方程通解推导(涉及常数变易法和欧拉公式)欧拉恒等式二阶微分方程明显比一阶难了很多,下面三图详细地对二阶常系数齐次线性方程的通解进行了推导。有几下几点需要注意:1、理解思路。

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二阶常系数齐次线性方程通解推导(涉及常数变易法和欧拉公式)

欧拉恒等式

二阶微分方程明显比一阶难了很多,下面三图详细地对二阶常系数齐次线性方程的通解进行了推导。

二阶常系数齐次线性方程通解推导(涉及常数变易法和欧拉公式)

二阶常系数齐次线性方程通解推导(涉及常数变易法和欧拉公式)

二阶常系数齐次线性方程通解推导(涉及常数变易法和欧拉公式)

有几下几点需要注意:

1、理解思路。

求二阶常系数齐次线性方程的解,一开始是靠猜的,因为以e为底数的指数函数,不论多少次求导,相差的都是常数系数,天然符合二阶常系数齐次线性方程。所以,我们先假定方程的解是一个e为底的指数函数,然后代回原方程反解出来这个函数,那么这个函数就是方程的解。

2、特征方程。

特征方程是假定好方程的解然后代回方程反解过程中产生的,因为方程是二阶的,所以出现了一个二次方程作为特征方程。

3、常数变易法。

当特征方程有两个相同实根的时候,相当于只求出了一个原方程的特解,所以需要使用常数变易法来再求一个特解。常数变异法简单说,就是把解中的常数换成函数,代回原方程反解出来这个函数,从而得到方程的解。一句话,猜解的结构,然后代回原方程反解出这个结构中未知的部分,得到方程解。

4、欧拉公式。

指数为复数的运算就得靠它了,著名的欧拉恒等式就能从它推导出来(彩图中的等式)。这是第一次在学习中涉及它。

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