求解非齐次线性方程组的方法
什么叫非齐次线性方程?
什么叫非齐次线性方程?
非齐次线性方程
非齐次线性微分方程的表达式为y p(x)yQ(x);二阶常系数非齐次线性微分方程的表达式为y py qyf(x)。
非齐次线性方程组的不同解?
两种:有解 无解 当系数矩阵的秩≠增广矩阵的秩时,方程无解 当系数矩阵的秩=增广矩阵的秩时,方程有解,当系数矩阵的秩=未知量的个数时,有唯一解。当系数矩阵的秩<未知量的个数时,有无穷多解。
一元非齐次线性方程组的通解?
一阶线性非齐次微分方程 y p(x)yq(x),
通解为 ye^[-∫p(x)dx]{∫q(x)e^[∫p(x)dx]dx C},
用的方法是先解齐次方程,再用参数变易法求解非齐次;
非齐次方程组通解例题?
非齐次线性方程组Axb的求解方法:
1、对增广矩阵作初等行变换,化为阶梯形矩阵;
2、求出导出组Ax0的一个基础解系;
3、求非齐次线性方程组Axb的一个特解(为简捷,可令自由变量全为0)
4、按解的结构 ξ(特解) k1a1 k2a2 … krar(基础解系) 写出通解。
注意: 当方程组中含有参数时,分析讨论要严谨不要丢情况,此时的特解往往比较繁。
非齐次线性方程的特解?
非齐次线性方程组Axb的特解就是满足方程组Axb的一个解向量。非齐次线性方程组Axb解的充分必要条件是:系数矩阵的秩等于增广矩阵的秩,即rank(A)rank(A, b)(否则为无解)。非齐次线性方程组有唯一解的充要条件是rank(A)n。非齐次线性方程组有无穷多解的充要条件是rank(A)
非齐次方程的特解形式?
二阶常系数非齐次线性微分方程的表达式为y#39#39 py#39 qyf(x),其特解y*设法分为:1.如果f(x)P(x),Pn(x)为n阶多项式;2.如果f(x)P(x)e^αx,Pn(x)为n阶多项式。
1二阶常系数齐次线性微分方程
标准形式
y″ py′ qy0
特征方程
r^2 pr q0
通解
1.两个不相等的实根:yC1e^(r1x) C2e^(r2x)
2.两根相等的实根:y(C1 C2x)e^(r1x)
3.一对共轭复根:r1α iβ,r2α-iβ:ye^(αx)*(C1cosβx C2sinβx)
2特解y*设法
1、如果f(x)P(x),Pn(x)为n阶多项式。
若0不是特征值,在令特解y*x^k*Qm(x)*e^λx中,k0,λ0;因为Qm(x)与Pn(x)为同次的多项式,所以Qm(x)设法要根据Pn(x)的情况而定。
比如如果Pn(x)a(a为常数),则设Qm(x)A(A为另一个未知常数);如果Pn(x)x,则设Qm(x)ax b;如果Pn(x)x^2,则设Qm(x)ax^2 bx c。
若0是特征方程的单根,在令特解y*x^k*Qm(x)*e^λx中,k1,λ0,即y*x*Qm(x)。
若0是特征方程的重根,在令特解y*x^k*Qm(x)*e^λx中,k2,λ0,即y*x^2*Qm(x)。
2、如果f(x)P(x)e^αx,Pn(x)为n阶多项式。
若α不是特征值,在令特解y*x^k*Qm(x)*e^αx中,k0,即y*Qm(x)*e^αx,Qm(x)设法要根据Pn(x)的情况而定。
若α是特征方程的单根,在令特解y*x^k*Qm(x)*e^αx中,k1,即y*x*Qm(x)*e^αx。
若α是特征方程的重根,在令特解y*x^k*Qm(x)*e^λx中,k2,即y*x^2*Qm(x)*e^αx。
3、如果f(x)[Pl(x)cos(βx) Pn(x)sin(βx)]e^αx,Pl(x)为l阶多项式,Pn(x)为n阶多项式。
若α±iβ不是特征值,在令特解y*x^k*[Rm1(x)cos(βx) Rm2(x)sin(βx)]e^αx中,k0,mmax{l,n},Rm1(x)与Rm2(x)设法要根据Pl(x)或Pn(x)的情况而定(同Qm(x)设法要根据Pn(x)的情况而定的原理一样)。
即y*[Rm1(x)cos(βx) Rm2(x)sin(βx)]e^αx
若α±iβ不是特征值,在令特解y*x^k*[Rm1(x)cos(βx) Rm2(x)sin(βx)]e^αx中,k1,即y*x*[Rm1(x)cos(βx) Rm2(x)sin(βx)]e^αx。