解:∵微分方程为二阶常系数齐次线性微分方程
∴设微分方程为y"+by'+cy=0 又∵微分方程有特解
y₁=eˣ,y₂=x ∴有eˣ+beˣ+ceˣ=0,0+b+cx=0;b、c无解 ∴题目有问题,微分方程可能为二阶常系数非齐次线性微分方程 ∴设微分方程为y"+by'+cy=f(x),有
eˣ+beˣ+ceˣ=f(x),0+b+cx=f(x),化为1+b+c=f(x)eˣ,b=f(x)-cx,b、c、f(x)无解
只有一种可能了,微分方程为为二阶非常系数齐次线性微分方程,设微分方程为y"+f(x)y'+g(x)y=0,有
eˣ+f(x)eˣ+g(x)eˣ=0,0+f(x)+g(x)x=0,化为
f(x)+g(x)=-1,f(x)+g(x)x=0,得:g(x)=1/(x-1),
f(x)=x/(1-x) ∴微分方程为y"+xy'/(1-x)+y/(x-1)=0,
(x-1)y"-xy'+y=0,(x-1)y"-(x-1)y'-y'+y=0,
(x-1)(y"-y')-(y'-y)=0 ∴设y'-y=u,微分方程化为
(x-1)u'=u,u'/u=1/(x-1),ln|u|=ln|x-1|+ln|a|(a为任意非零常数),u=a(x-1),有y'-y=a(x-1),y'e⁻ˣ-ye⁻ˣ=
a(x-1)e⁻ˣ,(ye⁻ˣ)'=a(x-1)e⁻ˣ,ye⁻ˣ=-axe⁻ˣ+c(c为任意常数),方程的通解为y=-ax+ceˣ
∵y(0)=1,y'(0)=2 ∴有1=c,2=-a+c,得:a=-1,
c=1 ∴微分方程的特解为y=x+eˣ
请参考
二阶非常系数齐次线性微分方程有特解,y₁=eˣ,y₂=x∵eˣ与x线性无关 又∵微分方程为二阶微分方程 ∴有微分方程的通解y=ax+ceˣ(a、c为任意常数) ∵y(0)=1,y'(0)=2 ∴有a=1,c=1 ∴微分方程的特解为y=x+eˣ