作者iyenn (晓风)
看板Grad-ProbAsk
标题Re: [理工] [工数]-请问一题逆运算子
时间Wed Sep 2 02:11:12 2009
※ 引述《msu (do my best)》之铭言:
: 喻超凡 工程数学上 p707 ex38
: Find the general solution of the differential solution of the differential
: equation
: y'' + (w^2)y'=r(t) = { t+pi if -pi<t<0
: { -t+pi if 0<t<pi
: and r(t+2pi)=r(t), w不为0,1,3...
: 请问这一题的特解如何利用逆运算子法求呢?
呵呵~刚刚在看电视0,0
r(t)为周期函数,故用傅立叶级数展开
可化成n次弦波组合,则可用逆运算子求解.
y''+w^2y'=r(t)
∞
r(t)=a+sum{Acos(nt)}
n=1
1 π π
a= ---∫(-t+π)dt=----
π 0 2
2 π 2 4
A= ---∫(-t+π)cosntdt=-----{1-(-1)^n } =----- (n=1,3,5,...)
π 0 n^2π n^2π
π ∞ 4
(D^2+w^2D)y=r(t)=----+sum { -----cos(nt)}
2 n=1,3,5... n^2π
1 π πt
yp1=---------- --- = ---- ( w≠0 )
(D+w^2)D 2 2w^2
∞ 4 1
yp2=sum { ----- -------- cos(nt)}
n=odd n^2π (D+w^2)D
∞ 4 1
=sum { ----- -------- sin(nt)}
n=odd n^3π (D+w^2)
∞ 4 2 2
=sum { ----- e^(-w t)∫e^(w t)sin(nt)}
n=odd n^3π
∞ 4 1 2
=sum { ----- --------{w sin(nt)-ncos(nt)} }
n=odd n^3π w^4+n^2
以上,应该是这样算吧~
至於这边我觉得怪的地方是w看似没有不行等於1,3,5....
如果题目改成y'''+w^2y'=r(t)的话
yp2就会变
∞ 4 1
=sum { ----- -------- sin(nt)} (w≠n ,也就是w≠1,3,5,...
n=odd n^3π (w^2-n^2)
这样才会符合w≠0,1,3,5,... 以上,也可能是我算错啦XDD
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◆ From: 123.193.214.165
1F:推 youmehim:w的条件只是吓唬人的 XD 09/02 03:05
我觉的是可能出题时原本要出y'''吧XD
※ 编辑: iyenn 来自: 123.193.214.165 (09/02 12:21)