【正文】
??1)依次可得,為已知,由方程(設(shè) 10y01 ayy ?0212 yaayy ??0323 yaayy ???? .100xxxxCaYCyyay???通解為)的方程(為任意常數(shù),于是差分滿足差分方程,令容易驗(yàn)證,01 yaayyxxx ?? ?特征根法)0(01 為常數(shù)???? aayy xx ??1)變形為方程( 1? ? )0(01 為常數(shù)????? ayay xx? ?.1函數(shù)的形式一定為某一指數(shù)可以看出,根據(jù)xxxy??? ???)得,代入(設(shè) 1)0( ?? ?? xxy01 ??? xx a ??0?? a?即a=?特征方程 特征根 )的一個解,是(于是 1xx ay ?.1 )的通解是(從而 xx Cay ?? ?2 ? ? )00)((1 ????? xfaxfayy xx 為常數(shù),.xxYy分方程的通解另一項(xiàng)是對應(yīng)的齊次差,解一項(xiàng)是該方程的一個特的和組成:差分方程的通解由兩項(xiàng)一階常系數(shù)非齊次線性?.2 ??? xxx yYy)的通解為即差分方程( ? ?型xpxf n?)(? ?為方程 2 ? ?xpayy nxx ??? 1? ? ? ?xpyay nxx ???? 1即是它的解,代入上式得設(shè) ?xy? ? ? ?xpyay nxx ???? ?? 1? ?? ? .1 次多項(xiàng)式是次多項(xiàng)式,是且也應(yīng)該是多項(xiàng)式,是多項(xiàng)式,因此由于?? ???nynyyxpxxxn(1) nnnnx bxbxbxQy ????? ?? ??110)(令011 ?? a不是特征方程的根,即(2) ? ?nnnnx bxbxbxxxQy ????? ?? ??110)(令011 ?? a是特征方程的根,即綜上討論 ,設(shè) )( xQxy nkx ????????是特征方程的根不是特征方程的根1110k? ?型xpxf nx??)(? ? 101 ,?? 1類型? ? 102 ,??xxx zy ?? ?設(shè)代入方程得? ?為方程 2 ? ?xpayy nxx x???? 1? ?xpzaz nxx xxx ??? ???? 11? ?xpazz nxxx ??? 1?? ,即得消去 1類型.?? ?? xxx zy ?于是型xbxbxf ?? s i nco s)( 21 ??xbxbayy xx ?? s i nc o s 211 ????差分方程為(1) 時當(dāng) 0s i n)(c o s 22 ???? ?? aD,為待定系數(shù)令 ),(s i nc o s 2121 BBxBxBy x ?? ???代入原方程得到11 s i n)(c o s 2 bBaB ??? ??221 )(c o ss i n baBB ???? ??? ??? s i n)(c os1 211 babDB ???解方程組得? ??? s i n)(c os1 122 babDB ???xBxBAay xx ?? s i nc o s 21 ???通解為(2) )s i nc o s(0 21 xBxBxyD x ?? ??? ?時,令當(dāng)代入原方程得? ?? ?xbxbxBBxBBaxBBxBBa????????????s i nc o ss i n)s i nc o s(]s i n)[ ( c o sc o s)s i nc o s(]s i n)[ ( c o s2112122121??????????????的充要條件為注意到 0?D??????????????????1)12(12,0s i n0c osakaka ??????或即? ?得為整數(shù),將上式代入其中 ?k22112211 , bBbBbBbB ?????? 或,故得方程的通解為或由于 11 ??? aa? ?xkbxkbAyxkbxkbxAytxx????)12si n()12c o s()1()2si n2c o s(2121?????????或,代入得為對應(yīng)齊次方程一個解設(shè) )0( ?? ?? xxY012 ??? ?? xxx ba ???02 ??? ba ??即其根程的特征方程此方程稱為對應(yīng)齊次方 ,24,24 2221baabaa ???????? ??.稱為相應(yīng)方程的特征根.42 式的符號來確定其通解形現(xiàn)根據(jù) ba ?11 .二 階常系數(shù)齊次線性差分方程的求解 如下形式:,此時的通解具有與有兩個相異的實(shí)特征根 21 ??),( 212211 為任意常數(shù)AAAAy xxx ?? ??(2)第二種情形 時ba 42 ?的通解具有如下形式:,此時征根方程有兩個相等的實(shí)特221a??? ??),()2)(( 2121 為任意常數(shù)AAaxAAy xx ???(1)第一種情形 時ba 42 ?(3)第三種情形 時ba 42 ?,征根方程有一對共軛的復(fù)特??????iabiaiabia????????????2221421421:把它們化為三角表示式aabbr 222 4tan, ???????????????? s i n,c o s rr ??則)s i n(c o s),s i n(c o s 21 ?????? irir ?????)s i n(c os)s i n(c os2)2(1)1(??????iryiryxxxxxx???????解.可以證明都是對應(yīng)齊次方程的特)(21)(21 )2()1()2()1( xxxx yyiyy ?? 及有以下形式的通解:也都是特解.故可得具),()s i nc os(2121是任意常數(shù)AAxAxAry xx ?? ??.xxYy分方程的通解另一項(xiàng)是對應(yīng)的齊次差,解一項(xiàng)是該方程的一個特的和組成:差分方程的通解由兩項(xiàng)二階常系數(shù)非齊次線性?.2 ??? xxx yYy)的通解為即差分方程(12. 二階常系數(shù)非齊次線性差分方程的求解 即方程為為常數(shù) ),()()1( ccxf ?cbyayy xxx ??? ?? 12.sx kxy ??可設(shè)其特解形式為代入原方程得,即時,取當(dāng) ,001) kysbai x ????? ?back??? 1bacyx ?????1所求特解ack?? 2acxyx ????2此時有特解,即時,取且當(dāng) 22201) kxysabai i i x ??????? ?221 cxyx ??,即取時且當(dāng) kxysabaii x ??????? ?,1,201)代入原方程得此時有特解?,即方程為都是常數(shù) )1,()()2( ?? qccqxf xxxxx cqbyayy ??? ?? 12.的特解設(shè)其具有形式為 xsx qkxy ??,得其特解為取時當(dāng) 0,0) 2 ???? sbaqqibaqqcqy xx ????2得其特解為時,取但當(dāng) 1020) 2 ?????? saqbaqqiiaqcxy qxx ????21得其特解為時,取但當(dāng) 2020) 2 ?????? saqbaqqi i iaqcxy qxx ????41,即方程為為常數(shù) )()()3( ccxxf n?nxxx cxbyayy ??? ?? 12).,()(1010為待定系數(shù)其中的特解設(shè)其具有形式為nnnsxBBBxBxBBxy?? ?????。2s i n81*2 xxy ??.)(),(1)()(2此方程的通解(2)的表達(dá)式;(1),試求:的齊次方程有一特解為,對應(yīng)有一特解為設(shè)xfxpxxxfyxpy ?????例 6 解 (1) 由題設(shè)可得: ??????????),()1)((2,02)(223xfxxpxxxp解此方程組,得 .3)(,1)( 3xxfxxp ???(2)原方程為 .31 3xyxy ?????,的兩個線性無關(guān)的特解程是原方程對應(yīng)的齊次方顯見 221 ,1 xyy ??是原方程的一個特解,又 xy 1* ?由解的結(jié)構(gòu)定理得方程的通解為 .1221 xxCCy ???一、 選擇題 : 1. 一階線性非齊次微分方程)()( xQyxPy ???的通解是 ( ). (A)( ) d ( ) d[ ( ) d ]P x x P x xy e Q x e x C??????; (B)( ) d ( ) d( ) dP x x P x xy e Q x e x?????; (C)( ) d ( ) d[ ( ) d ]P x x P x xy e Q x e x C??????; (D)( ) dP x xy c e??? . 2. 方程yyxyx ????22是 ( ). (A) 齊次方程; (B) 一階線性方程; (C) 伯努利方程; (D) 可分離變量方程 . 測 驗(yàn) 題 3. 22dd0 , ( 1 ) 2yxyyx? ? ?的特解是 ( ). (A)222?? yx; (B)933?? yx; (C)133?? yx; (D) 13333??yx. 4. 方程xy s i n????的通解是 ( ). (A)322121co s CxCxCxy ???? ; (B)322121s in CxCxCxy ???? ; (C)1c os Cxy ??; (D)xy 2s i n2?. 5 . 方程0?????? yy的通解是 ( ) . (A )1c oss i n Cxxy ???; (B )321c oss i n CxCxCy ???;