解答题 9.设函数f(x)二阶连续可导,f(0)=1且有f'(x)+3∫0xf'(t)dt+2x∫01f(tx)dt+e-x=0,求f(x).
【正确答案】因为x∫01f(tx)dt=∫0xf(u)du,所以f'(x)+3∫0xf'(t)dt+2x∫01(tx)dt+e-x=0可化为f'(x)+3∫0xf'(t)dt+2∫0xf(t)dt+e-x=0,
两边对x求导得f''(x)+3f'(x)+2f(x)=e-x
由λ2+3λ+2=0得λ1=-1,λ2=-2,
则方程f''(x)+3f'(x)+2f(x)=0的通解为C1e-x+C2e-2x
令f''(x)+3f'(x)+2f(x)=e-x的一个特解为y0=axe-x,代入得a=1,
则原方程的通解为f(x)=C1e-x+C2e-2x+xe-x
由f(0)=1,f'(0)=-1得C1=0,C2=1,故原方程的解为f(x)=e-2x+xe-x
【答案解析】