主页

二阶常系数非齐次线性方程

二阶非齐次线性微分方程在线求解器,输入 a、b 与常数右端 C,自动合成齐次通解与特解给出完整解,附过程,适合常系数非齐次 ODE 练习。

展开更多 ▾
y″ + a y′ + b y = C, y* = C/b
实数
实数,b≠0
常数右端项

📖 使用教程|二阶常系数非齐次线性方程

一、定义
二阶常系数非齐次线性方程形如 y″ + a y′ + b y = f(x)。其通解 = 齐次通解 y_h + 一个特解 y*。
二、符号说明
符号含义
y_h齐次方程的通解
y*非齐次方程的一个特解
C常数右端项
by 的系数
三、本工具的原理
  • 先解齐次方程 y″+ay′+by=0 得 y_h;
  • 对常数右端 C,设特解 y*=A(常数);
  • 代入得 bA=C,故 A=C/b(要求 b≠0);
  • 完整通解 y = y_h + C/b。
四、操作步骤
  1. 输入 a、b 与常数右端 C;
  2. 点击计算查看齐次解与常数特解;
  3. 合成 y = y_h + C/b。
五、例题
例:y″+3y′+2y=4。齐次解 y_h=C₁e^(−x)+C₂e^(−2x),特解 y*=4/2=2,通解 y=C₁e^(−x)+C₂e^(−2x)+2。
六、易错点
b=0 时常数特解不存在,需改用待定系数法设 y*=Ax;
特解只取一个,不要和齐次解叠加常数;
右端为非常数(如 e^x、sin x)时本工具不适用。

❓ 常见问题|二阶常系数非齐次线性方程

非齐次方程的通解结构是什么?
通解 = 对应齐次方程的通解 + 非齐次方程的一个特解。
常数特解怎么求?
设 y*=A,代入方程比较常数项,得 bA=C,A=C/b。
b=0 时怎么办?
常数特解不存在,需设 y*=Ax(右端为常数时)。
右端是 e^x 或 sin x 怎么办?
用待定系数法,设 y* 为同形式函数再代入比较系数。本工具只处理常数右端。
特解可以任意选吗?
只要满足原方程即可,不同特解只相差齐次解,已被 C₁、C₂ 吸收。