【正确答案】设所求方程为y"+py'+qy=f(x),只需求出p,q,f(x)即可.
由线性方程解的性质,得y1-y3=e-x,(y1-y2)+(y1-y3)=e2x 是对应的齐次方程y"+py'+qy=0的两个线性无关的解,所以 λ1=-1,λ2=2是特征方程λ2+pλ+q=0的根,由根与系数的关系,得P=-1,q=-2.将y1=xex+e2x代入方程y"+Py'+qy=f(x),可得 f(x)=(1—2x)ex.所求方程为 y"-y'-2y=(1—2x)e.
【答案解析】[分析] 由于二阶常系数线性齐次微分方程由其特征方程唯一确定,因此可先由齐次方程的解得到对应的特征根,再由根与系数的关系确定特征方程,从而得到齐次微分方程.
[评注1] 对于二阶常系数线性齐次微分方程y"+py'+qy=0,函数Aeαx是其解的充要条件为λ=α是特征方程λ2+pλ+q=0的根;函数Aesinβx,Beαxcosβx,或eαx(Asinβx+Bcosβx)是其解的充要条件为λ=α土β是特征方程λ2+pλ+q=0的根.
[评注2] 对于本题,由于y1-y3=e-x,(y1-y21)+(y1-y3)=e2x是对应的齐次方程y"+py'+qy=0的两个线性无关的解,y2+(y3-y1)=xex是对应的非齐次方程的一个特解,所以,所求方程的通解为y=C1e2x +C2e-x +xex .
[评注3] 易求出y'=2C1e2x-C2e-x+xex+ex,y"=4C1e2x+C2e-x+xex+2ex,从y,y',y"中消去C2,C2,即可得到所求的二阶方程为y"-y'-2y=(1—2x)ex.