解答题 7.设y(x)是方程y(4)-yˊˊ=0的解,且当x→0时,y(x)是x的3阶无穷小,求y(x).
【正确答案】由泰勒公式
y(x)=y(0)+yˊ(0)x+yˊˊ(0)x2+yˊˊˊ(0)x3+o(x3) (x→0).
当x→0时,y(x)与x3同阶=>y(0)=0,yˊ(0)=0,yˊˊ(0)=0,yˊˊˊ(0)=C,其中C为非零常数.由这些初值条件,现将方程y(4)-yˊˊ=0两边积分得
0xy(4)(t)dt-∫0xyˊˊ(t)dt=0,
即yˊˊˊ(x)-C-yˊ(x)=0,两边再积分得yˊˊ(x)-y(x)=Cx.
易知,它有特解y*=-Cx,因此它的通解是y=C1ex+C2e-x-Cx.
由初值y(0)=0,yˊ(0)=0得
C1+C2=0,C1-C2=C=>
因此最后得y=[
【答案解析】