Для решения дифференциального уравнения (y'' - 2y' + y = 0) с начальными условиями (y(0) = 1) и (y'(0) = 0), необходимо выполнить следующие шаги:
1. Найти характеристическое уравнение:
Заменим (y'') на (r^2), (y') на (r) и (y) на 1. Получим характеристическое уравнение:
[r^2 - 2r + 1 = 0]
2. Решить характеристическое уравнение:
Это квадратное уравнение можно решить с помощью формулы для корней квадратного уравнения или заметить, что это полный квадрат:
[(r - 1)^2 = 0]
Отсюда получаем один корень:
[r = 1]
Так как корень один, то он кратный (кратность 2).
3. Записать общее решение дифференциального уравнения:
В случае кратного корня общее решение имеет вид:
[y(x) = (C_1 + C_2x)e^{rx}]
Подставляем найденный корень (r = 1):
[y(x) = (C_1 + C_2x)e^{x}]
4. Использовать начальные условия для определения констант (C_1) и (C_2):
Первое начальное условие: (y(0) = 1):
[y(0) = (C_1 + C_2 cdot 0)e^{0} = C_1 = 1]
Таким образом, (C_1 = 1).
Теперь найдем первую производную (y'(x)):
[y'(x) = C_2e^{x} + (C_1 + C_2x)e^{x}]
Подставляем (C_1 = 1):
[y'(x) = C_2e^{x} + (1 + C_2x)e^{x}]
Второе начальное условие: (y'(0) = 0):
[y'(0) = C_2e^{0} + (1 + C_2 cdot 0)e^{0} = C_2 + 1 = 0]
Отсюда получаем (C_2 = -1).
5. Записать частное решение дифференциального уравнения:
Подставляем найденные константы (C_1 = 1) и (C_2 = -1) в общее решение:
[y(x) = (1 - x)e^{x}]
Таким образом, частное решение дифференциального уравнения, удовлетворяющее заданным начальным условиям, равно ((1 - x)e^x).
Ответ: (1 - x)e^x
Убрать каракули