Phương trình không thuần nhất

Một phần của tài liệu Bài giảng :Giải tích pptx (Trang 143 - 145)

, Ò ÒÒ Ä 1) Dạng khuyết

b) Phương trình không thuần nhất

Phương pháp tìm nghim riêng

Theo Định lý 2, để tìm nghiệm tổng quát của (5) ta chỉ cần đi tìm một nghiệm riêng của nó là được bởi vì ở trên đã cho ta cách tìm nghiệm tổng quát của phương trình thuần nhất tương ứng. Tuy nhiên việc tìm một nghiệm riêng của (5) cũng là một việc khó khăn. Sau đây là một số trường hợp mà ta chắc chắn tìm được nghiệm riêng theo hướng dẫn.

Trường hp ½_E,trong đó 1đa thc bc n:

+) Nếu ` không là nghiệm ca phương trình đặc trưng (6), thì nghiệm riêng của (5) có dạng

? ½_E_

+) Nếu ` là nghiệm đơn ca phương trình đặc trưng (6), thì nghiệm riêng của (5) có dạng

? ½_E_

+) Nếu ` là nghiệm kép của phương trình đặc trưng (6), thì nghiệm riêng của (5) có dạng ? ½_E_

Trong đó _ là đa thức bậc n ở dạng đầy đủ.

VÍ D 8 Giải mỗi phương trình sau a) ÒÒ! 5Ò' 4 ½E

b) ÒÒ! 2Ò' ½E

144 a) + Phương trình thuần nhất tương ứng là

ÒÒ! 5Ò' 4 0 Phương trình đặc trưng là

d! 5d ' 4 0 Phương trình này có hai nghiệm thực phân biệt là 1; 4 Nghiệm tổng quát là 2=½E' 2½‡E.

+ ½E. và 2 không là nghiệm của phương trình đặc trưng, nên nghiệm riêng có dạng ? ½Eg ' i.

Thay vào phương trình đã cho và thu gọn, ta được

!2g ! g ! 2i Cân bằng hệ số, ta có g !=; i =‡.

Nên ? ½E;!= '=‡<.

Kết luận, nghiệm tổng quát của phương trình là 2=½E' 2½‡E' ½E;!= '=‡<. b) + Phương trình thuần nhất tương ứng là

ÒÒ! 2Ò' 0 Nghiệm tổng quát là 2=½E' 2½E.

+ ½E. và 1 là nghiệm kép của phương trình đặc trưng, nên nghiệm riêng có dạng ? ½Eg ' i ½Egr' i.

Thay vào phương trình đã cho và thu gọn, ta được

6g ! 2i ' 4i Cân bằng hệ số, ta có g =\; i 0.

Nên ? ½E = \r.

Kết luận, nghiệm tổng quát của phương trình là 2=½E' 2½E'=\r½E.

Trường hp ½±E$W cos Ï ' _£ sin Ï&,trong đó 1?,2ađa thc bc n, m tương ng:

+) Nếu ² ',Ï không là nghiệm ca phương trình (6), thì nghiệm riêng của (5) có dạng

? ½±E$œ cos Ï ' ƒœ sin Ï&

+) Nếu ² ',Ï Ï ) 0 là nghiệm ca phương trình (6), thì nghiệm riêng của (5) có dạng

? ½±E$œ cos Ï ' ƒœ sin Ï& Trong đó d maxQ, V ; œ, _œ là các đa thức bậc k dạng đầy đủ.

VÍ D 9 Giải phương trình sau

ÒÒ! 2Ò' 5 ½Ecos

Giải

+ Phương trình thuần nhất tương ứng có phương trình đặc trưng là d! 2d ' 5 0

Phương trình này có hai nghiệm phức phân biệt là 1 ! 2,; 1 ' 2,

Nghiệm tổng quát của phương trình thuần nhất là ½E2=cos 2 ' 2sin 2.

½Ecos và 1+ i không là nghiệm phương trình đặc trưng, nên nghiệm riêng có dạng ? ½Egcos ' isin .

Thay vào phương trình đã cho và thu gọn, ta được

145 Cân bằng hệ số, ta có g =r; i 0.

Nên ? =r½Ecos .

Vậy nghiệm tổng quát của phương trình là

½E2=cos 2 ' 2sin 2 '13 ½Ecos .

Trường hp D ' (, trong đó hai phương trình ÒÒ' /Ò' Z D ÒÒ' /Ò' Z (

đều tìm được nghiệm riêng. Khi đó theo nguyên lý chồng chất nghiệm ta suy ra nghiệm riêng của phương trình (5).

VÍ D 11 Giải phương trình sau

ÒÒ! 2Ò' 5 ½Ecos ' 2010.

Giải

+ Phương trình thuần nhất tương ứng có nghiệm tổng quát là ½E2=cos 2 ' 2sin 2.

+ Phương trình ÒÒ! 2Ò' 5 ½Ecos có nghiệm riêng là = =r½Ecos . Dễ thấy phương trình

ÒÒ! 2Ò' 5 2010. Có nghiệm riêng là 402.

Nên nghiệm riêng của phương trình đã cho là ? =r½Ecos ' 402. + Vậy nghiệm tổng quát của phương trình đã cho là

½E2=cos 2 ' 2sin 2 '13 ½Ecos ' 402

Phương pháp biến thiên hng s

Trong trường hợp không thể tìm nghiệm riêng của phương trình (5), thì ta làm như sau: +) Tìm nghiệm tổng quát của (4) ở dạng:

2=· = ' 2· trong đó =, là hai nghiệm độc lập tuyến tính của (4). trong đó =, là hai nghiệm độc lập tuyến tính của (4). +) Coi 2=, 2 là các hàm số thì ta được hàm dạng

Một phần của tài liệu Bài giảng :Giải tích pptx (Trang 143 - 145)