Mathematics
มหาวิทยาลัย

2階線形微分方程式の問題なのですが、(2)を解いてみて、方針が合っているのか不安です。
合っているのでしょうか(解答がないため、確認が出来ないのです)

第3問 > -1 として, y=g(x) に関する微分方程式 (*) g" +2y'′ + y = (x + 1)² を考える。 (1) z = z(z) に関する微分方程式 z" +2z'′+z=0 の一般解を求めよ。 (2)をxの関数とする。 y=e-au が (*)を満たしているとき, uが満たす微分方程式を求めよ。 (3) (*) で, y(0)=1,y'(0)=0 を満たすものを求めよ。
(2) uxの関数とする。g=erruが(*)を満たしているとき、 いが満たす微分方程式を求めよ。 (1)より、(*)の同伴方程式の特性方程式を解くと、解入-1(重解 これより、(*)の一般解をy=exu①とおき、求める。 ①の両辺をxで順次微分して、 y = - e²^u + exu^ = (U-u) e^x - O' 2² (u²_u') e*- (u²-u) ex (u"-zu'+u) e-x ①は、(※)の解であるから、(*)に①①.①”を代入し (U"-20²+0) e + 2 (u²-U) esetle= a) u" = (x+1) ここで、v=pとおくと、 u"= P² = ¹ p=S (2+₁)=dx. S (x₁15² dx = - 4 +C + +C₁ (x+1) この両辺をさらにxで積分すると、 U= S (0₁ (24₁)) 以上より、 ) d x -2 dx = C₁x e-x (X+1) ² log (x+1) + C ₂ 2) z = ( − log (x+¹ ) + C₁ x + C₂ ) ex - ex
線形微分方程式 2階線形微分方程式 微分方程式

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