问答题 (本题满分11分)
设函数f(x)连续且满足
【正确答案】
【答案解析】解:易得x=0时,f(0)=0。现将题设方程可改写为:

由f(x)连续,知 可导,结合4-5x与36xe x 可导知f(x)可导,将上式两端求导,得:

化简,得:

在(*)式中令x=0得f"(0)=36,又因(*)式具有二阶导数,将(*)式两端求
导得:
f"(x)+4f"(x)-5f(x)=36(x+2)e x
综合可得,y=f(x)是二阶常系数线性微分方程初值问题
的特解。
利用特征方程λ 2 +4λ-5=0可以得两个特征根λ 1 =1,λ 2 =-5,于是对应齐次微分方程有两个线性无关的特解e x 与e -5x ,而上述非齐次微分方程的一个特解具有形式y=x(Ax+B)e x ,代入方程知待定系数A和B应满足恒等式
[6(2Ax+B)+2A]e x =36(x+2)e x
得到:A=3,B=11。从而方程具有通解
y=C 1 e x +C 2 e -5x +(3x 2 +11x)e x
于是
y"=C 1 e x -5C 2 e -5x +(3x 2 +17x+11)e x
利用初值y(0)=0与y"(0)=36可确定 。综合可得: