Решить через дискриминант 1) y-4y'+5y=0 и 2) y²+by+9=0

Лебедев Дмитрий Сергеевич

Учитель математики

Проверено учителем

Для решения предложенных задач мы будем использовать метод дискриминанта. В первом случае это необходимо для нахождения корней характеристического уравнения дифференциального уравнения, во втором — для решения квадратного уравнения. 1. Линейное однородное дифференциальное уравнение Уравнение: y4y+5y=0y double prime minus 4 y prime plus 5 y equals 0 Для решения составляется характеристическое уравнение: k24k+5=0k squared minus 4 k plus 5 equals 0Нахождение дискриминанта Здесь коэффициенты: a=1,b=-4,c=5a equals 1 comma b equals negative 4 comma c equals 5. D=b24accap D equals b squared minus 4 a c D=(-4)2415=1620=-4cap D equals open paren negative 4 close paren squared minus 4 center dot 1 center dot 5 equals 16 minus 20 equals negative 4Корни уравнения Так как D<0cap D is less than 0, корни будут комплексными. Используем мнимую единицу ii ( -4=2ithe square root of negative 4 end-root equals 2 i ): k1,2=b±D2a=4±2i2k sub 1 comma 2 end-sub equals the fraction with numerator negative b plus or minus the square root of cap D end-root and denominator 2 a end-fraction equals the fraction with numerator 4 plus or minus 2 i and denominator 2 end-fraction k1=2+i,k2=2ik sub 1 equals 2 plus i comma space k sub 2 equals 2 minus iОбщее решение Для комплексных корней вида k=α±βik equals alpha plus or minus beta i, где α=2alpha equals 2 и β=1beta equals 1, общее решение записывается так: y=eαx(C1cos(βx)+C2sin(βx))y equals e raised to the alpha x power open paren cap C sub 1 cosine open paren beta x close paren plus cap C sub 2 sine open paren beta x close paren close parenОтвет: y=e2x(C1cosx+C2sinx)y equals e raised to the 2 x power open paren cap C sub 1 cosine x plus cap C sub 2 sine x close paren 2. Квадратное уравнение относительно yy Уравнение: y2+by+9=0y squared plus b y plus 9 equals 0 Здесь коэффициенты: A=1,B=b,C=9cap A equals 1 comma cap B equals b comma cap C equals 9. Нахождение дискриминанта D=B24ACcap D equals cap B squared minus 4 cap A cap C D=b2419=b236cap D equals b squared minus 4 center dot 1 center dot 9 equals b squared minus 36Анализ корней В зависимости от значения параметра bb, решение принимает разный вид:

  1. Если b2>36b squared is greater than 36 (т.е. b>6b is greater than 6 или b<-6b is less than negative 6):
    Два действительных корня:
    y1,2=b±b2362y sub 1 comma 2 end-sub equals the fraction with numerator negative b plus or minus the square root of b squared minus 36 end-root and denominator 2 end-fraction Если b2=36b squared equals 36 (т.е. b=6b equals 6 или b=-6b equals negative 6):
    Один корень (кратности 2):
    y=b2y equals negative b over 2 end-fraction Если b2<36b squared is less than 36 (т.е. -6<b<6negative 6 is less than b is less than 6):
    Корни комплексные:
    y1,2=b±i36b22y sub 1 comma 2 end-sub equals the fraction with numerator negative b plus or minus i the square root of 36 minus b squared end-root and denominator 2 end-fraction

Ответ: y=b±b2362y equals the fraction with numerator negative b plus or minus the square root of b squared minus 36 end-root and denominator 2 end-fraction Хотите, чтобы я составил аналогичную таблицу решений для дифференциального уравнения при других значениях коэффициентов?

Форма ответа

Ваш аватар