解答题 11.设有二阶线性微分方程

(Ⅰ)作自变量替换
【正确答案】(Ⅰ)先求

再将①求导,得

将①代入

将②,③代入原方程得

(Ⅱ)题(Ⅰ)已把原方程转化为④,故只需求解这个二阶线性常系数非齐次方程,它的相应特征方程λ2+2λ+1=0,有重根λ=-1.非齐次方程可设特解y*=Asint+Boost,代入④得
-(Asint+Boost)+2(Acost-Bsint)+(Asint+Bcost)=2sint
即 Acost-Bsint=sint
比较系数得A=0,B=-1,即y*(t)=-cost.因此④的通解为
y=(c1+c2t)e-t-cost
原方程的通解为y=(c1+c2arcsinx)e-arcsinx-,c1,c2常数.
其中t=arcsinx,cost=
【答案解析】