Господин Экзамен

Другие калькуляторы

Дифференциальные уравнения/ y"+2y'-15y=0

Дифференциальное уравнение y"+2y'-15y=0

С верным решением ты станешь самым любимым в группе❤️😊

v

Для задачи Коши:

y() =
y'() =
y''() =
y'''() =
y''''() =

График:

от до
⌨

Решение

Вы ввели [src] 
                          2          
             d           d           
-15*y(x) + 2*--(y(x)) + ---(y(x)) = 0
             dx           2          
                        dx
$$- 15 y{\left(x \right)} + 2 \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \frac{d^{2}}{d x^{2}} y{\left(x \right)} = 0$$ 
-15*y + 2*y' + y'' = 0
Подробное решение

Step


Дано уравнение:
$$- 15 y{\left(x \right)} + 2 \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \frac{d^{2}}{d x^{2}} y{\left(x \right)} = 0$$
Это дифференциальное уравнение имеет вид:
$y'' + p\ y' + q\ y = 0$,
где
$$p = 2$$
$$q = -15$$
Называется линейным однородным дифференциальным уравнением 2-го порядка с постоянными коэффициентами.
Решить это уравнение не представляет особой сложности.

Step


Решим сначала соответствующее линейное однородное уравнение
$$y'' + p\ y' + q\ y = 0$$
Сначала отыскиваем корни характеристического уравнения:
$$k^{2} + k p + q = 0$$
В нашем случае характеристическое уравнение будет иметь вид:
$$k^{2} + 2 k - 15 = 0$$
Подробное решение простого уравнения
- это простое квадратное уравнение.
Корни этого уравнения:
$$k_{1} = -5$$
$$k_{2} = 3$$
Т.к. характеристическое уравнение имеет два корня,
и корни не имеют комплексный вид, то
решение соответствующего дифференциального уравнения имеет вид:
$$y{\left(x \right)} = C_{1} e^{k_{1} x} + C_{2} e^{k_{2} x}$$
Получаем окончательный ответ:
$$y{\left(x \right)} = C_{2} e^{3 x} + C_{1} e^{- 5 x}$$
Ответ (#2) [src]
$$y\left(x\right)={{e^{3\,x}\,\left(\left.{{d}\over{d\,x}}\,y\left(x \right)\right|_{x=0}+5\,y\left(0\right)\right)}\over{8}}-{{e^ {- 5\, x }\,\left(\left.{{d}\over{d\,x}}\,y\left(x\right)\right|_{x=0}-3\,y \left(0\right)\right)}\over{8}}$$ 
y = (E^(3*x)*('at('diff(y,x,1),x = 0)+5*y(0)))/8-(E^-(5*x)*('at('diff(y,x,1),x = 0)-3*y(0)))/8
Ответ [src] 
           -5*x       3*x
y(x) = C1*e     + C2*e
$$y{\left(x \right)} = C_{2} e^{3 x} + C_{1} e^{- 5 x}$$
Построить график при C=-1
Построить график при C=0
Построить график при C=1
Классификация
2nd power series ordinary
factorable
nth linear constant coeff homogeneous
    © Господин Экзамен – Калькулятор