第十一章微分方程 共轭复根,故原方程的通解为: y=(C+Czx)cosx+(C;+Cax)sinx, 其中C,C,C,C,为任意常数 例22设fx)=sinx-(x-t)f0)d,其中fx)为连续函数,求fx), 分析条件给出了一个积分方程且含有变上限积分,通常是对积分方程两边求导, 将积分方程转化为解微分方程,但是x-)0)d的被积函数中含有x,不能直接求导, 先要将其提到积分号外然后才能求导。 解因为f(x)为连续函数,故 sinx-[(x-t)f(t)dt 为可导函数,对题设等式两边关于x求导得 f(x)=cosx-[x[f(tdi-[f(t)dt =cosx-f(r)di-xf(x)+xf(x)=cosx-f(1)di, 再对上式两边关于x求导得 f(x)+f(x)=-sinx, 该方程对应的齐次方程的特征方程为+1=0,得r=出,则齐次方程的通解为 =C cosx+C2 sinx, 其中C、C:为任意常数.下面求非齐次方程 f(x)+f(x)=-sinx 的一个特解。由于r=出是特征方程的单根,故所求非齐次方程的特解形如 y*=x(acosx+bsinx), 于是将y*代入该非齐次方程中比较系数可得b=0,口=弓,则该非齐次方程的通解为 ()=Cicosx+C:sinx+xcsx 其中C、C,为任意常数.由题设等式 393 第十一章 微分方程 393 共轭复根,故原方程的通解为: 1 2 3 4 y C C x x C C x x = + + + ( )cos ( )sin , 其中 1 2 3 4 C C C C , , , 为任意常数. 例 22 设 0 ( ) sin ( ) ( ) x f x x x t f t dt = − − ,其中 f x( ) 为连续函数,求 f x( ) . 分析 条件给出了一个积分方程且含有变上限积分,通常是对积分方程两边求导, 将积分方程转化为解微分方程,但是 0 ( ) ( ) x x t f t dt − 的被积函数中含有 x ,不能直接求导, 先要将其提到积分号外然后才能求导. 解 因为 f x( ) 为连续函数,故 0 sin ( ) ( ) x x x t f t dt − − 为可导函数,对题设等式两边关于 x 求导得 0 0 ( ) cos [ ( ) ( ) ] x x f x x x f t dt tf t dt = − − 0 0 cos ( ) ( ) ( ) cos ( ) x x = − − + = − x f t dt xf x xf x x f t dt , 再对上式两边关于 x 求导得 f x f x x ( ) ( ) sin + = − , 该方程对应的齐次方程的特征方程为 2 r + =1 0 ,得 r i = ,则齐次方程的通解为 1 2 y C x C x = + cos sin , 其中 C1 、 C2 为任意常数.下面求非齐次方程 f x f x x ( ) ( ) sin + = − 的一个特解.由于 r i = 是特征方程的单根,故所求非齐次方程的特解形如 y x a x b x * ( cos sin ) = + , 于是将 y * 代入该非齐次方程中比较系数可得 b = 0 , 1 2 a = ,则该非齐次方程的通解为 1 2 1 ( ) cos sin cos 2 f x C x C x x x = + + , 其中 C1 、 C2 为任意常数.由题设等式