解答题
19.设函数f(χ)二阶连续可导,f(0)=1且有f′(χ)+3∫0χf′(t)dt+2χ∫01f(tχ)dt+e-χ=0,求f(χ).
【正确答案】因为χ∫01f(tχ)dt=∫0χf(u)du,所以f′(χ)+3∫0χf′(t)dt+2χ∫01f(tχ)dt+e-χ=0可化为
f′(χ)+3∫0χf′(t)dt+2∫0χf(t)dt+e-χ=0,
两边对χ求导得f〞(χ)+3f′(χ)+2f(χ)=e-χ,
由λ2+3λ+2=0得λ1=-1,λ2=-2,
则方程f〞(χ)+3f′(χ)+2f(χ)=0的通解为C1e-χ+C2e-2χ.
令f〞(χ)+3f′(χ)+2f(χ)=e-χ的一个特解为y0=aχe-χ,代入得a=1,
则原方程的通解为f(χ)=C1e-χ+C2e-2χ+χe-χ.
由f(0)=1,f′(0)=-1得C1=0,C2=1,故原方程的解为f(χ)=e-2χ+χe-χ.
【答案解析】