设f(X)连续且满足f(x)=e^x+sinx-∫x0(x--查字典问答网
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  设f(X)连续且满足f(x)=e^x+sinx-∫x0(x-t)f(t)dt,并求该函数f(x)RT

  设f(X)连续且满足f(x)=e^x+sinx-∫x0(x-t)f(t)dt,并求该函数f(x)

  RT

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2020-12-29 00:04
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戴金来

  f(x)=e^x+sinx-∫[0→x](x-t)f(t)dt

  =e^x+sinx-x∫[0→x]f(t)dt+∫[0→x]tf(t)dt

  求导得:

  f'(x)=e^x+cosx-∫[0→x]f(t)dt-xf(x)+xf(x)

  =e^x+cosx-∫[0→x]f(t)dt(1)

  两边再求导得:

  f''(x)=e^x-sinx-f(x)

  得微分方程:f''(x)+f(x)=e^x-sinx

  将x=0代入原方程得:f(0)=1

  将x=0代入(1)得:f'(0)=2

  下面求解初值问题:

  f''(x)+f(x)=e^x-sinx

  f(0)=1

  f'(0)=2

  特征方程:λ²+1=0,解得λ=±i

  齐次方程通解为:C1cosx+C2sinx

  构造非齐次方程特解为:y*=ae^x+bx*cosx+cx*sinx

  代入微分方程比较系数得特解为:y*=(1/2)e^x+(1/2)xcosx

  非齐次方程通解为:f(x)=C1cosx+C2sinx+(1/2)e^x+(1/2)xcosx

  将两个初始条件代入得:C1=1/2,C2=1

  因此本题结果为:f(x)=(1/2)cosx+sinx+(1/2)e^x+(1/2)xcosx

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2020-12-29 00:07:04

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