作者doom8199 (~口卡口卡 修~)
看板Grad-ProbAsk
标题Re: [理工] [工数]-高阶ODE Euler cauchy方程
时间Thu Dec 10 03:25:44 2009
※ 引述《CRAZYAWIND (怒火烧不尽)》之铭言:
: 3 2 6x^3
: x y''' - 4x y'' + 8xy' - 8y = ──────── <<94中兴化工>>
: (x^2 + 1 )^3/2
: 这题yp项= = 我算了好久 用部份分式 或是重积分法 加上 三角代换
: 都展不回他给的答案 3 5
: 2 4 2x + 4x + 2x
: y(x) = c1x + c2x + c3x - ─────────
: √(1+x^2)
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6x^3
(x^3)y''' - (4x^2)y'' + (8x)y' - 8y = ───────
(x^2+1)^(3/2)
y''' 4y'' 8y' 8y 6
→ ── - ── + ── - ── = ─────────
x^2 x^3 x^4 x^5 x^2 * (x^2+1)^(3/2)
y'' 2y' 2y 6
→ [ ── - ── + ── ]' = ─────────
x^2 x^3 x^4 x^2 * (x^2+1)^(3/2)
(y/x)'' 6
→ [ _______ ]' = ─────────
x x^2 * (x^2+1)^(3/2)
(y/x)'' 6
→ _______ = ∫ ───────── dx (令 u=1/x)
x x^2 * (x^2+1)^(3/2)
-6*u^3
= ∫ ─────── du
(1+u^2)^(3/2)
6*u^2 6* 2u
= ───── - ∫ ───── du
√(1+u^2) √(1+u^2)
6*u^2
= ───── - 12√(1+u^2) + 6*c1
√(1+u^2)
6 12*√(1+x^2)
= ───── - ────── + 6*c1
x√(1+x^2) x
6
→ (y/x)'' = ───── - 12√(1+x^2) + (6*c1)x
√(1+x^2)
-1 -1
→ (y/x)' = 6*sinh (x) - 6*[sinh (x) + x√(1+x^2)] + (3*c2)x^2 + c3
= -6*x√(1+x^2) + (3*c2)x^2 + c3
→ (y/x) = ∫-6*x√(1+x^2) dx + c2*x^3 + c3*x + c4
= -2*(1+x^2)^(3/2) + c2*x^3 + c3*x + c4
or y = -2x(1+x^2)^(3/2) + c2*x^4 + c3*x^2 + c4*x
ps: 以上积分可以假设 x = sinhθ 或 x = tanθ 去代换
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考试若真的考出来
这样的算法稳定性似乎不高 OTZ
所以提供一个比较稳定的作法:
先求齐性解: L(D)yc = 0 , 其中领导系数为 1
以上面那题为例
用 "任何方法" 解出 yc = c1*x^4 + c2*x^2 + c3*x
→ (yc/x) = c1*x^3 + c2*x + c3
→ (yc/x)' = c1*3x^2 + c2
→ (yc/x)'' = c1*6x
→ (yc/x)''/x = 6*c1
→ [(yc/x)''/x]' = 0
所以可知道 (x^3)*[(yc/x)''/x]' = L(D)yc = 0
因此最後要解 O.D.E. L(D)y = f(x)
就直接代换成 (x^3)*[(yc/x)''/x]' = f(x) 去解
线性 O.D.E. 有几阶 就积分几次XD
我觉得这样算会比 variation of parameter 这方法还快很多 ==
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◆ From: 140.113.141.151
※ 编辑: doom8199 来自: 140.113.141.151 (12/10 04:28)
1F:推 ntust661: = = 12/10 08:33
2F:→ birdhackor:variation of parameter也是积三次..我不觉得这个会比 12/10 12:10
3F:→ birdhackor:较快耶 12/10 12:10
4F:→ doom8199:不过它还要额外多计算行列式 , 即使套 yp 公式 12/10 12:23
5F:→ doom8199:也要先算出 Wronskian 12/10 12:24
6F:→ doom8199:我觉得看个人习惯OTZ , 算得顺手就可以XD 12/10 12:26
7F:推 CRAZYAWIND:越看越觉的第一个方法超神的= = 12/10 19:15