Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (110.01 KB, 8 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
<b>Bµi 1</b>: xy’ –y = (y-x)ln
<i>y x</i>
<i>x</i>
<b>Bµi lµm</b>:<b> </b> xy’- y = (y-x)ln
<i>y x</i>
<i>x</i>
y’ -
<i>y</i>
<i>x</i> <sub> = (</sub>
<i>y</i>
<i>x</i> <sub>-1)ln(</sub>
<i>y</i>
<i>x</i> <sub>-1) (1)</sub>
®Ët
<i>y</i>
<i>x</i> <sub>= u </sub> <sub> y = ux </sub>
<i>dy</i>
<i>dx</i><sub> = u + </sub>
<i>xdu</i>
<i>dx</i> <sub> thay vào (1) ta đợc : u + </sub>
<i>xdu</i>
<i>dx</i> <sub> - u = (u-1)ln(u-1)</sub>
<i>xdu</i>
<i>dx</i> <sub>= (u-1)ln(u-1) </sub> ( 1) ln( 1)
<i>du</i>
<i>u</i> <i>u</i> <sub> = </sub>
<i>dx</i>
<i>x</i> ( 1) ln( 1)
<i>du</i> <i>dx</i>
<i>c</i>
<i>u</i> <i>u</i> <i>x</i>
ln( 1)
ln ln( 1) ln ln(u 1) cx
ln( 1)
<i>d</i> <i>u</i> <i>dx</i>
<i>c</i> <i>u</i> <i>x c</i>
<i>u</i> <i>x</i>
<i>x</i>
<b>Bµi 2:</b> y’ =
<i>y</i> <i>y x</i>
<i>tg</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<b>Bµi lµm</b>: y’ =
<i>y</i> <i>y x</i>
<i>tg</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub>y’ = </sub> ( 1)
<i>y</i> <i>y</i>
<i>tg</i>
<i>x</i> <i>x</i> <sub> (1) ®Ët </sub>
<i>y</i>
<i>x</i> <sub>= u </sub> <sub> y = ux </sub>
<i>dy</i>
<i>dx</i><sub> = u + </sub>
<i>xdu</i>
<i>dx</i> <sub> thay vào </sub>
(1) ta đợc: u +
<i>xdu</i>
<i>dx</i> <sub> = u + tg ( u-1) </sub>
<i>dx</i> <sub> = tg ( u-1)</sub>
cos(u 1) du sin( 1)
ln ln
( 1) ( 1) sin( 1) sin( 1)
ln sin( 1) ln sin( 1) sin
<i>du</i> <i>dx</i> <i>du</i> <i>dx</i> <i>d</i> <i>u</i>
<i>c</i> <i>x c</i> <i>x c</i>
<i>tg u</i> <i>x</i> <i>tg u</i> <i>x</i> <i>u</i> <i>u</i>
<i>y x</i>
<i>u</i> <i>x c</i> <i>u</i> <i>Cx</i> <i>Cx</i>
<i>x</i>
<b>Bµi 3:</b> xy’-y = xtg
<i>y</i>
<i>x</i>
<b>Bµi lµm</b>: xy’-y = xtg
<i>y</i>
<i>x</i> <sub> </sub> '
<i>y</i> <i>y</i>
<i>y</i> <i>tg</i>
<i>x</i> <i>x</i>
(1) ®Ët
<i>y</i>
<i>x</i> <sub>=u</sub> <sub> y = ux </sub>
<i>dy</i>
<i>dx</i><sub> = u + </sub>
<i>dx</i> <sub> thay vào (1)</sub>
ta đợc: u +
<i>xdu</i>
<i>dx</i> <sub> - u = tgu</sub>
cos sin
ln ln ln sin ln
sin sin
sin sin
<i>du</i> <i>dx</i> <i>du</i> <i>dx</i> <i>udu</i> <i>d</i> <i>u</i>
<i>C</i> <i>x</i> <i>C</i> <i>x</i> <i>C</i> <i>u</i> <i>x</i> <i>C</i>
<i>tgu</i> <i>x</i> <i>tgu</i> <i>x</i> <i>u</i> <i>u</i>
<i>y</i>
<i>u</i> <i>Cx</i> <i>Cx</i>
<i>x</i>
<b>Bµi 4</b>:<b> </b> xy’ – y = (y + x )ln
<i>y x</i>
<i>x</i>
<b>Bµi lµm</b>: : xy’ – y = (y + x )ln
<i>y x</i>
<i>x</i>
' <i>y</i> (<i>y</i> 1) ln(<i>y</i> 1)
<i>y</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
(1)
đặt
<i>y</i>
<i>x</i> <sub>=u</sub> <sub> y = ux </sub>
<i>dy</i>
<i>dx</i><sub> = u + </sub>
<i>xdu</i>
<i>dx</i> <sub> thay vào (1) ta đợc: u + </sub>
<i>xdu</i>
<i>dx</i> <sub> - u = </sub>(<i>u</i>1)ln(<i>u</i>1)
( 10 ln( 1)
( 1) ln( 1) ( 1) ln(u 1)
ln( 1)
ln ln ln( 1) ln ln( 1) ln
ln( 1)
<i>xdu</i> <i>du</i> <i>dx</i> <i>du</i> <i>dx</i>
<i>u</i> <i>u</i> <i>C</i>
<i>dx</i> <i>u</i> <i>u</i> <i>x</i> <i>u</i> <i>x</i>
<i>d</i> <i>u</i> <i>y</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>C</i> <i>u</i> <i>x</i> <i>C</i> <i>u</i> <i>Cx</i> <i>Cx</i>
<i>u</i> <i>x</i>
<b>Bµi 5</b>: xy’ = y - x
<i>y</i>
<i>x</i>
<i>e</i>
<b>Bµi lµm:</b> xy’ = y - x
<i>y</i>
<i>x</i>
<i>e</i> '
<i>y</i>
<i>y</i>
<i>y</i> <i>e</i>
<i>x</i>
(1)
đặt
<i>y</i>
<i>x</i> <sub>= u</sub> <sub> y = ux </sub>
<i>dy</i>
<i>dx</i><sub> = u + </sub>
<i>xdu</i>
<i>dx</i> <sub> thay vào (1) ta đợc: u + </sub>
<i>xdu</i>
<i>dx</i> <sub> = u -e</sub>u
ln ln ln ln
<i>y</i>
<i>u</i> <i>u</i> <i>u</i> <i><sub>x</sub></i>
<i>u</i> <i>u</i>
<i>du</i> <i>dx</i> <i>du</i> <i>dx</i>
<i>C</i> <i>e du</i> <i>x C</i> <i>e</i> <i>x C</i> <i>x</i> <i>e</i> <i>C</i> <i>x</i> <i>e</i> <i>C</i>
<i>e</i> <i>x</i> <i>e</i> <i>x</i>
<b>Bµi 6:</b> (2x-4y)dx + (x + y) dy = 0
<b>Bµi lµm:</b>
4 2
4 2
1
<i>y</i>
<i>dy</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>dy</i> <i><sub>x</sub></i>
<i>y</i>
<i>x</i>
(1) đặt
<i>y</i>
<i>x</i> <sub>= u</sub> <sub> y = ux </sub>
<i>dy</i>
<i>dx</i><sub> = u + </sub>
<i>xdu</i>
<i>dx</i> <sub> thay vào </sub>
(1) ta đợc:
2
4 2 3 2
1 1
<i>xdu</i> <i>u</i> <i>xdu</i> <i>u</i> <i>u</i>
<i>u</i>
<i>dx</i> <i>u</i> <i>dx</i> <i>u</i>
<sub> </sub> 2
( 1)
3 2
<i>u</i> <i>du</i> <i>dx</i>
<i>u</i> <i>u</i> <i>x</i>
<sub> </sub> 2
( 1)
3 2
<i>u</i> <i>du</i> <i>dx</i>
<i>u</i> <i>u</i> <i>x</i>
( 1) 2 3 2 3
( ) ln ln
( 1)( 2) 1 2 1 2
<i>u</i> <i>du</i> <i>dx</i> <i>du</i> <i>du</i>
<i>C</i> <i>du</i> <i>x C</i> <i>x C</i>
<i>u</i> <i>u</i> <i>x</i> <i>u</i> <i>u</i> <i>u</i> <i>u</i>
3
2
1
2ln 1 3ln 2 ln ln ln 2 ln
( 1)
<i>u</i> <i>u</i> <i>x C</i> <i>u</i> <i>x</i> <i>C</i>
<i>u</i>
3 3
3 2
2 2
( 2 ) ( 2 )
ln ( 2 ) ( )
( ) ( )
<i>y</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i>
<i>C</i> <i>C</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>C y x</i>
<i>y x</i> <i>y x</i>
<b>Bµi 7</b> : Giải phương trình vi phân: (2x+3y)dx+(x+4y)dy=0
<b>Bµi lµm:</b> (2x+3y)dx + (x+4y)dy=0
4
4
2 3
2 3
<i>x</i>
<i>dx</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>dx</i> <i>y</i>
<i>x</i>
<i>dy</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>dy</i>
<i>y</i>
(*)
đặt
<i>x</i>
<i>y</i> <sub>= u</sub> <sub> x = uy </sub>
<i>dx</i>
<i>dy</i><sub> = u + </sub>
<i>ydu</i>
<i>dy</i> <sub> . Vì vậy:</sub>
(*)
2
4 4 2 4 4
2 3 2 3 2 3
<i>ydu</i> <i>u</i> <i>du</i> <i>u</i> <i>du</i> <i>u</i> <i>u</i>
<i>u</i> <i>y</i> <i>u</i> <i>y</i>
<i>dy</i> <i>u</i> <i>dy</i> <i>u</i> <i>dy</i> <i>u</i>
2
(2 3)
2 4 4
<i>u</i> <i>du</i> <i>dy</i>
<i>u</i> <i>u</i> <i>y</i>
<sub>. Lấy tích phân hai vế ta được:</sub>
2 2
2
2
2 2
(2 3) (2 2) 1
2
2 4 4 2 2
( 2 2) 1
2 ln( 2 2) arctan(u+1)=-2ln|y|+C
2 2 ( 1) 1
<i>u</i> <i>du</i> <i>dy</i> <i>u</i> <i>dy</i>
<i>du</i>
<i>u</i> <i>u</i> <i>y</i> <i>u</i> <i>u</i> <i>y</i>
<i>d u</i> <i>u</i> <i>dy</i>
<i>du</i> <i>u</i> <i>u</i>
<i>u</i> <i>u</i> <i>u</i> <i>y</i>
Thay
<i>x</i>
<i>u</i>
<i>y</i>
vào ta được :
2
2
x
ln( 2 2) arctan( 1) 2 ln | | , .
y
<i>x</i> <i>x</i>
<i>y</i> <i>C C</i> <i>R</i>
<b>Bµi 8 </b>: y + xy’= 2
2
1
<i>y</i>
<i>y</i>
<b>Bµi lµm</b> : y + xy’= 2
2
1
<i>y</i>
<i>y</i>
2 3 2
2 2 2
2 ( 1)
( 1) ( 1) ( 1)
<i>dy</i> <i>y</i> <i>dy</i> <i>y</i> <i>y</i> <i>dy</i> <i>y y</i>
<i>x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>dx</i> <i>y</i> <i>dx</i> <i>y</i> <i>dx</i> <i>y</i>
2
2
( 1)
( 1)
<i>y</i> <i>dy</i> <i>dx</i>
<i>y y</i> <i>x</i>
2
2 2 2
( 1) 1 2 2
( ) ln ln
( 1) 1 1
<i>y</i> <i>dy</i> <i>dx</i> <i>dy</i> <i>dy</i>
<i>C</i> <i>dy</i> <i>x C</i> <i>x C</i>
<i>y y</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>y</i> <i>y</i> <i>y</i>
ln <i>y</i> 2<i>arctgy</i> ln <i>x C</i>
<b>Dạng 2:</b>
<b>Bài 1: </b> xy’- 2y = 2x4
<b>Bµi lµm</b>: xy’ – 2y = 2x4<sub> </sub> <sub> y - </sub>
3
2
2
<i>y</i> <i>x</i>
<i>x</i> <sub> (*)</sub>
Giải phơng trình: y’ -
2
0
<i>y</i>
<i>x</i>
2 2 2
0
<i>dy</i> <i>dy</i> <i>dx</i> <i>dy</i> <i>dx</i>
<i>y</i> <i>C</i>
<i>dx</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i>
2
ln <i>y</i> 2 ln <i>x</i> <i>C</i> <i>y</i> <i>Cx</i>
C«ng thøc nghiƯm cđa (*) lµ : y=
2 2
3 2 3
2
1
2 2
<i>dx</i> <i>dx</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>e</i> <i>x e</i> <i>dx C</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>dx C</i>
<i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
2 <sub>2</sub> 2<sub>(</sub> 2 <sub>)</sub>
<i>x</i> <i>xdx C</i> <i>x x</i> <i>C</i>
<b>Bµi 2:</b> (2x+1)y’=4x+2y
<b>Bµi lµm</b>: (2x+1)y’=4x+2y
2 4
'
2 1 2 1
<i>x</i>
<i>y</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub> (*)</sub>
Giải phơng trình:
2
' 0
2 1
<i>y</i> <i>y</i>
<i>x</i>
<sub> </sub>
2 2 2
2 1 2 1 2 1
<i>dy</i> <i>y</i> <i>dy</i> <i>dx</i> <i>dy</i> <i>dx</i>
<i>C</i>
<i>dx</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i>
(2 1)
2 1
<i>dy</i> <i>d x</i>
<i>C</i>
<i>y</i> <i>x</i>
C«ng thøc nghiƯm cđa (*) lµ y =
2 2
2 1 4 2 1 <sub>(2</sub> <sub>1)</sub> 4 1
2 1 2 1 2 1
<i>dx</i> <i>dx</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>e</i> <i>e</i> <i>dx C</i> <i>x</i> <i>dx C</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
4 2 2
(2 1) (2 1) ( )
(2 1) 2 1 (2 1)
<i>xdx</i>
<i>x</i> <i>C</i> <i>x</i> <i>dx C</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
2 2
(2 1)
2 1 (2 1)
<i>dx</i> <i>dx</i>
<i>x</i> <i>C</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
(2<i>x</i> 1)
1
ln 2 1
2 1
<i>x</i> <i>C</i>
<i>x</i>
<sub></sub>
<b>Bµi 3:</b> x(y’-y) = ex
<b>Bµi lµm</b>: x(y’-y) = ex <sub> y’ - </sub>
<i>x</i>
<i>e</i>
<i>y</i>
<i>x</i>
(*)
Giải phơng trình: y’ - <i>y</i>0
ln <i>x</i>
<i>dy</i> <i>dy</i> <i>dy</i>
<i>y</i> <i>dx</i> <i>dx C</i> <i>y</i> <i>x C</i> <i>y Ce</i>
<i>dx</i> <i>y</i> <i>y</i>
Theo c«ng thøc nghiƯm (*) cã nghiƯm lµ: y =
<i>x</i> <i>x</i>
<i>dx</i> <i>e</i> <i>dx</i> <i><sub>x</sub></i> <i>e</i> <i><sub>x</sub></i>
<i>e</i> <i>e</i> <i>dx C</i> <i>e</i> <i>e dx C</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<i>e</i> <i>dx C</i> <i>e</i> <i>x C</i>
<i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<b>Bµi 4:</b> x2<sub>y’ + xy + 1 = 0</sub>
<b>Bµi lµm</b>: x2<sub>y’ + xy + 1 = 0</sub> 2
1 1
'
<i>y</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>x</i>
(*)
Gi¶i phơng trình :
1
' 0
<i>y</i> <i>y</i>
<i>x</i>
<i>dy</i> <i>y</i> <i>dy</i> <i>dx</i> <i>dy</i> <i>dx</i> <i>C</i> ln <i>y</i> ln <i>x C</i>
<i>dx</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i>
<i>x</i>
Theo c«ng thøc nghiÖm (*) cã nghiÖm :
y =
1 1
2 2
1 1 1
<i>dx</i> <i>dx</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>e</i> <i>e</i> <i>dx C</i> <i>xdx C</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub>
1 1
<i>dx C</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
1
ln <i>x C</i>
<i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<b>Bµi 5</b>: y = x(y’-cosx)
<b>Bµi lµm:</b> y = x(y’-xcosx)
1
' cos
<i>y</i> <i>y x</i> <i>x</i>
<i>x</i>
(*)
Giải phơng trình:
1
' 0
<i>y</i> <i>y</i>
<i>x</i>
<i>dy</i> <i>y</i> <i>dy</i> <i>dx</i> <i>dy</i> <i>dx</i> <i>C</i> ln <i>y</i> ln <i>x C</i>
<i>dx</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i>
<i>y Cx</i>
Theo c«ng thøc nghiƯm (*) cã nghiƯm :
y
1 1
1
cos x cos
<i>dx</i> <i>dx</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>e</i> <i>x</i> <i>xe</i> <i>dx C</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>dx C</i>
<i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<b>Bµi 6</b>: y’ = 2x(x2<sub>+y)</sub>
<b>Bµi lµm</b>: y’ = 2x(x2<sub>+y) </sub> <i>y</i>' 2 <i>xy</i>2<i>x</i>3<sub> (*)</sub>
Giải phơng trình: <i>y</i>' 2 <i>xy</i>0
2
2 2 2 ln
<i>dy</i> <i>dy</i> <i>dy</i>
<i>xy</i> <i>xdx</i> <i>xdx C</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>c</i>
<i>dx</i> <i>y</i> <i>y</i>
<i>y Ce</i>
Theo c«ng thøc nghiƯm (*) cã nghiÖm :
y =
2 2
2 <sub>3</sub> 2 <sub>3</sub>
2 2
<i>xdx</i> <i>xdx</i> <i><sub>x</sub></i> <i><sub>x</sub></i>
<i>e</i> <i>x e</i> <i>dx C</i> <i>e</i> <sub></sub> <i>x e dx C</i> <sub></sub>
2 <sub>2</sub> 2 <sub>2</sub>
2 ( )
<i>x</i> <i>x</i>
<i>e</i> <sub></sub> <i>x e d x</i> <i>C</i><sub></sub>
Đặt x2<sub> = t </sub>
2
2 2
( )
<i>x</i> <i>t</i>
<i>x e d x</i> <i>te dt</i>
Đặt u = t <i>du dt</i> <sub> ; dv = e</sub>-t<sub>dt </sub><sub></sub> <i>v</i><sub></sub><i>e</i><i>t</i>
<i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i> <i>t</i>
<i>te dt</i> <i>udv uv</i> <i>vdu</i> <i>te</i> <i>e dt</i> <i>te</i> <i>e</i>
2 2 2
2 <i>x</i> <sub>( )</sub>2 2 <i>x</i> <i>x</i>
<i>x e d x</i> <i>x e</i> <i>e</i>
2 <sub>2</sub> 2 2
2 2
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>y e</i> <sub></sub> <i>x e</i> <i>e</i> <i>C</i><sub></sub>
<b>Bµi 7:</b> (xy’-1)lnx = 2y
<b>Bµi lµm</b>: (xy’-1)lnx = 2y
2 1
'
ln
<i>y</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
(*)
Giải phơng trình
2
' 0
ln
<i>y</i> <i>y</i>
<i>x</i> <i>x</i>
2 2 2
ln ln ln
<i>dy</i> <i>y</i> <i>dy</i> <i>dx</i> <i>dy</i> <i>dx</i>
<i>C</i>
<i>dx</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>x</i>
2
(ln )
ln 2 ln 2ln ln ln
ln
<i>d</i> <i>x</i>
<i>y</i> <i>C</i> <i>y</i> <i>x C</i> <i>y C</i> <i>x</i>
<i>x</i>
Theo c«ng thøc nghiƯm (*) cã nghiÖm :
y =
2
2 2
2 ln(ln ) 2
ln ln
2
1 1 1
ln ln
ln
<i>dx</i> <i>dx</i> <i><sub>x</sub></i>
<i>x x</i> <i>x x</i>
<i>e</i> <i>e</i> <i>dx C</i> <i>x</i> <i>e</i> <i>dx C</i> <i>x</i> <i>dx C</i>
<i>x</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
2 2 2
2 2
(lnx) 1
ln ln 1 ln
ln ln
<i>d</i>
<i>x</i> <i>C</i> <i>x</i> <i>C</i> <i>C</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<sub></sub> <sub></sub> <sub></sub> <sub></sub>
<b>bµi 8</b>: xy’ + ( x+1)y = 3x2<sub>e</sub>-x
<b>bµi lµm</b>: xy’ + ( x+1)y = 3x2<sub>e</sub>-x
1
' <i>x</i> 3 <i>x</i>
<i>y</i> <i>y</i> <i>xe</i>
<i>x</i>
Giải phơng trình :
1
' <i>x</i> 0
<i>y</i> <i>y</i>
<i>x</i>
<i>dy</i> <i>x</i> 1<i>y</i> <i>dy</i> (<i>x</i> 1)<i>dx</i> <i>dy</i> (<i>x</i> 1)<i>dx</i> <i>C</i>
<i>dx</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i> <i>y</i> <i>x</i>
1
ln <i>y</i> (1 )<i>dx C</i> ln <i>y</i> ( <i>dx</i> <i>dx</i>) <i>C</i> ln <i>y</i> (<i>x</i> ln )<i>x</i> <i>C</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>xe</i>
Theo c«ng thøc nghiƯm (*) cã nghiÖm
y =
1 1
3
<i>x</i> <i><sub>dx</sub></i> <i>x</i> <i><sub>dx</sub></i>
<i>x</i>
<i>x</i> <i>x</i>
<i>e</i> <i>xe e</i> <i>dx C</i>
2 3
1 1 1
3 <i>x</i> <i>x</i> 3
<i>x</i> <i>xe xe dx C</i> <i>x</i> <i>x dx C</i> <i>x</i> <i>x</i> <i>C</i>
<i>xe</i> <i>xe</i> <i>xe</i>
<sub></sub> <sub></sub>
2
<i>x</i> <i>x</i>
<i>x</i> <i>C</i>
<i>e</i> <i>xe</i>
<b>D¹ng 3</b> :
<b>Bµi 1</b>:<b> </b> y” + 4 y’+ 4 y = 4x + 16 e2x<sub> (1)</sub>
<b>Bài làm</b>:<b> </b> Giải phơng trình thuần nhất tơng ứng: y” + 4y’ + 4y= 0 (2)
Phơng trình đặc trng :
2
1 2
4 4 0 2
<i>k</i> <i>k</i> <i>k</i> <i>k</i>
<sub> Nghiệm tổng quát của phơng trình (2) là : y</sub><sub>0</sub><sub>= </sub><sub>c</sub><sub>1</sub><sub>e</sub>-2x<sub>+ </sub><sub>c</sub>
2xe-2x
Tìm nghiệm riêng của phơng tr×nh: y” + 4 y’+ 4 y = 4x (3)
Vì 0 khơng phải là nghiệm của phơng trình đặc trng nên nghiệm riêng của (3) là :
Y1= (ax+b)e0x y’1= a ; y1” = 0 thay vào (3) ta đợc : 4a + 4(ax +b) = 4x 4(a+b) + 4ax =
4x
0 1
4 4 1
<i>a b</i> <i>a</i>
<i>a</i> <i>b</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub> NghiÖm riêng của (3) là y</sub><sub>1</sub><sub>= x 1</sub>
Tìm nghiệm riêng của phơng trình: y + 4 y+ 4 y = 16 e2x<sub> (4) </sub>
Vì 2 khơng phải là nghiệm của phơng trình đặc trng nên nghiêm riêng của (4) là: y2=ae2x
<sub>y’</sub><sub>2</sub><sub>= 2ae</sub>2x<sub> vµ y”</sub>
2= 4ae2x thay vào (4) ta đợc 4ae2x+ 8ae2x + 4ae2x = 16e2x a = 1
<sub>Nghiệm riêng của (4) là: y</sub><sub>2</sub><sub>= e</sub>2x
<sub>Nghiệm riêng của phơng trình đã cho là: y</sub><sub>1</sub><sub>+y</sub><sub>2</sub><sub>= x-1+e</sub>2x<sub> </sub>
Vậy nghiệm tổng quát của phơng trình đã cho là: y = C1e-2x +C2xe-2x +x-1+e2x
<b>Bµi 2:</b> y“- 2y’-3y = 4e2x<sub>- 8xe</sub>x <sub>(1)</sub>
<b>Bài làm</b>: Giải phơng trình thuần nhất tơng ứng: y“- 2y’-3y = 0 (2)
Phơng trình đặc trng:
2
1 2
2 3 0 1; 3
<i>k</i> <i>k</i> <i>k</i> <i>k</i>
<sub> Nghiệm tổng quát của phơng trình (2) là : y</sub><sub>0</sub><sub>= </sub><sub>c</sub><sub>1</sub><sub>e</sub>-x<sub>+ </sub><sub>c</sub>
2e3x
* Tìm nghiệm riêng của phơng trình: y- 2y-3y = 4e2x<sub> (3)</sub>
Vỡ 2 khụng phải là nghiệm của phơng trình đặc trng nên nghiệm riêng của (3) là : y1= ae2x
Y’1=2ae2x và y1” = 4ae2x thay vào (3) ta đợc: 4ae2x-4ae2x-3ae2x = 4e2x a
=-4
3
<sub> Nghiệm riêng của (3) là y</sub><sub>1</sub><sub>= </sub>
-4
* Tìm nghiệm riêng của phơng trình: y“- 2y’-3y = - 8xex<sub> (4)</sub>
Vì 1 khơng phải là nghiệm của phơng trình đặc trng nên nghiệm riêng của (4) là:
Y2= (ax+b)ex y’2= aex+(ax+b)ex vµ y”2= aex + aex+(ax+b)ex= 2aex + (ax+b)ex Thay vào (4) ta
đ-ợc: 2aex<sub> + (ax+b)e</sub>x<sub> - 2ae</sub>x<sub>-2(ax+b)e</sub>x<sub>- 3(ax+b)e</sub>x<sub> = -8xe</sub>x<sub> </sub> <sub>-4axe</sub>x<sub> 4be</sub>x<sub>=-8xe</sub>x <sub>a=2;b=0</sub>
<sub> Nghiệm riêng của (4) là: y</sub><sub>2</sub><sub>= 2e</sub>x
<sub>Nghiệm riêng của phơng trình đã cho là: y</sub><sub>1</sub><sub>+y</sub><sub>2</sub><sub></sub>
=-4
3<sub>e</sub>2x<sub> + 2e</sub>x<sub> </sub>
Vậy nghiệm tổng quát của phơng trình đã cho là: y = C1e-x +C2e3x
-4
<b>Bµi 3:</b> : y” + y’-2y = 3ex<sub> -10sinx (1) </sub>
<b>Bài làm</b>: Giải phơng trình thuần nhất tơng ứng: y” + y’ -2y= 0 (2)
Phơng trình đặc trng :
2
1 2
2 0 1; 2
<i>k</i> <i>k</i> <i>k</i> <i>k</i>
<sub> NghiƯm tỉng qu¸t cđa phơng trình (2) là : y</sub><sub>0</sub><sub>= </sub><sub>c</sub><sub>1</sub><sub>e</sub>x<sub>+ </sub><sub>c</sub>
2e-2x
* Tìm nghiệm riêng của phơng trình: y” + y’-2y = 3ex<sub> (3)</sub>
Vì 1 là nghiệm của phơng trình đặc trng nên nghiệm riêng của (3) là: y1= x aex=axex
<sub>y</sub><sub>1</sub><sub>’= ae</sub>x<sub>+axe</sub>x<sub> vµ y</sub>
1” = aex+aex+axex=2aex+axex thay vào (3) ta đợc:
2aex<sub>+axe</sub>x<sub>+ ae</sub>x<sub>+axe</sub>x<sub>-2axe</sub>x<sub>=3e</sub>x <sub></sub> <sub>3ae</sub>x<sub>=3e</sub>x<sub></sub> <sub>a=1</sub><sub></sub> <sub>NghiƯm riªng cđa (3) là: y</sub>
1=xex
* Tìm nghiệm riêng của phơng trình: y” + y’-2y = -10sinx
Vì <i>i</i> 0 1<i>i i</i> khơng là nghiệm của phơng trình đặc trng nên nghiệm riêng của (4) là:
Y2= acosx+ bsinx y’2= -asinx + bcosx và y2”= -acosx – bsinx Thay vào (4) ta đợc :
-acosx – bsinx -asinx + bcosx - 2acosx - 2bsinx= -10sinx (b-3a)cosx-(a+3b)sinx=-10sinx
3 0 1
3 10 3
<i>b</i> <i>a</i> <i>a</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>b</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub> Nghiệm riêng của (4) là: y</sub><sub>2 </sub><sub>= cosx+3sinx</sub>
<sub>Nghiệm riêng của phơng trình đã cho là: y</sub><sub>1</sub><sub>+y</sub><sub>2</sub><sub>= xe</sub>x<sub>+ cosx+3sinx</sub>
Vậy nghiệm tổng quát của phơng trình đã cho là: y = C1ex +C2e2x +xex+ cosx+3sinx
<b>Bµi 4</b>: y” -3y’ +2y =36xe-x<sub>-10cosx</sub>
<b>Bài làm</b>: giải phơng trình thuần nhất tơng ứng : y” -3y’ + 2y = 0 (1)
Phơng trình đặc trng là : k2<sub> – 3k + 2 = 0 </sub> <i>k</i>11;<i>k</i>2 2
<sub> nghiÖm tổng quát của (1) là : y</sub><sub>0</sub><sub> = c</sub><sub>1</sub><sub>e</sub>x<sub> + c</sub>
2e2x
Tìm nghiệm riêng của phơng trình : y“ -3y’ + 2y = 36x e-x <sub> (2) </sub>
Vì -1 khơng phải là nghiệm của phơng trình đặc trng nên nghiệm riêng của (2) là
y1 = (ax +b) e-x '1 ae ( )
<i>x</i> <i>x</i>
<i>y</i> <i>ax b e</i>
; y”1= -ae-x-ae-x+(ax+b)e-x=-2ae-x+(ax+b)e-x
thay vào (2) ta đợc
-2ae-x<sub> + (ax + b) e</sub>-x<sub> - 3a e</sub>-x<sub>+3(ax + b) e</sub>-x<sub>+ 2 (ax+ b)e</sub>-x<sub> = 36xe</sub>-x<sub> </sub> 6<i>axe</i><i>x</i> (5<i>a</i> 6 )<i>b e</i><i>x</i> 36<i>xe</i><i>x</i>
6 36 6
5 6 0 5
<i>a</i> <i>a</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>b</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub> nghiệm riêng của (2) là: y</sub><sub>1</sub><sub> = (6x +5)e</sub>-x
* Tìm nghiệm riêng của phơng trình : y-3y + 2y = -10 cosx (3)
Vì <i>i</i> 0 <i>i i</i> khơng phải là nghiệm của phơng trình đặc trng nên nghiệm riêng của (3) là
y2= acosx + bsinx y’2= -asinx + bcosx y” 2 = -acosx- bsinx thay vào (3) ta đợc
-acosx- bsinx+ 3ainx -3bcosx +2acosx + 2bsinx = -10cosx <sub> (a-3b) cosx + (3a+b)sinx = -10 cosx</sub>
3 10 1
3 0 3
<i>a</i> <i>b</i> <i>a</i>
<i>a b</i> <i>b</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub> nghiệm riêng của (3) là y</sub><sub>2</sub><sub>= -cosx + 3sinx</sub>
<sub> nghiệm riêng của phơng trình đã cho là : y</sub><sub>1</sub><sub>+y</sub><sub>2</sub><sub> = (6x +5)e</sub>-x<sub> -cosx + 3sinx</sub>
Kết luận : nghiệm tổng quát của phơng trình đã cho là :
y = y0+y1+y2 = c1ex+c2e2x+(6x +5)e-x -cosx +3sinx
<b>bµi 5</b>:<b> </b> y” +y =1 + 4sinx
<b>Bài làm</b>: giải phơng trình thuần nhất tơng ứng : y” + y = 0 (1)
Phơng trình đặc trng là : k2<sub> + 1 = 0 </sub> <i>k</i>1 <i>i k</i>; 2 <i>i</i>
<sub> nghiệm tổng quát của (1) là : y</sub><sub>0</sub><sub> = c</sub><sub>1</sub><sub>e</sub>ix<sub> + c</sub>
2e-ix
Tìm nghiệm riêng của phơng trình : y“ + y = 1 (2)
Vì 0 khơng phải là nghiệm của phơng trình đặc trng nên nghiệm riêng của (2) là
y1= a y’1 = 0 ; y”1 = 0 Thay vào (2) ta đợc a = 1 nghiệm riêng của (2) là: y1= 1
* Tìm nghiệm riêng của phơng trình : y”+ y = 4sinx (3)
y” 2 = - asinx + bcosx-asinx+bcosx+x(-acosx-bcosx)= -2asinx+ 2bcosx-(a+b)xcosx
thay vào (3) ta đợc : -2asinx + 2bcosx - (a+b)xcosx + x(acosx + bsinx) = 4sinx
<sub> -2asinx + 2bcosx-bxcosx +bxsinx = 4sinx </sub> <sub> a = 4 ; b = 0 </sub>
<sub>n</sub><sub>ghiệm riêng của (3) là y</sub><sub>2</sub><sub>= 4xcosx </sub>
<sub> nghiệm riêng của phơng trình đã cho là : y</sub><sub>1</sub><sub>+y</sub><sub>2</sub><sub> = 1 + 4xcosx </sub>
Kết luận : nghiệm tổng quát của phơng trình đã cho là :
y = y0+y1+y2 = c1eix+c2e-ix+1 +4xcosx
<b>Bµi 6:</b> y” - 5y’ + 4y = 4x e2x<sub> + 34cosx</sub>
<b>Bài làm</b>: giải phơng trình thuần nhất tơng ứng : y” -5y’ + 4y = 0 (1)
Phơng trình đặc trng là : k2<sub>- 5k + 4 = 0 </sub> <i>k</i>11;<i>k</i>2 4
nghiƯm tỉng qu¸t cđa (1) là : y0 = c1ex + c2e4x
Tìm nghiệm riêng của phơng trình : y -5y + 4y = 4x e2x <sub> (2) </sub>
Vì 2 khơng phải là nghiệm của phơng trình đặc trng nên nghiệm riêng của (2) là
y1 = (ax +b) e2x
2 2
1
' ae <i>x</i> 2( ) <i>x</i>
<i>y</i> <i>ax b e</i>
y”1 = 2ae2x + 2ae2x + 4( ax + b )e2x = 4ae2x + 4( ax + b )e2x
thay vào (2) ta đợc: 4ae2x<sub> + 4( ax + b )e</sub>2x<sub> -</sub>5ae2<i>x</i>10(<i>ax b e</i> ) 2<i>x</i><sub>+4(ax +b) e</sub>2x<sub>= 4x e</sub>2x <sub> </sub>
<sub> -(a+2b)e</sub>2x<sub>-2axe</sub>2x<sub> = 4x e</sub>2x
2 0 2
2 4 1
<i>a</i> <i>b</i> <i>a</i>
<i>a</i> <i>b</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub>n</sub><sub>ghiệm riêng của (2) là:y</sub><sub>1</sub><sub> = (-2x +1)e</sub>2x
* Tìm nghiệm riêng của phơng trình : y”-5y’ + 4y = 34cosx (3)
Vì <i>i</i> 0 <i>i i</i> khơng phải là nghiệm của phơng trình đặc trng nên nghiệm riêng của (3) là
y2= acosx + bsinx y’2= -asinx + bcosx y” 2 = -acosx- bsinx thay vào (3) ta đợc
-acosx- bsinx+ 5asinx -5bcosx +4acosx + 4bsinx = 34cosx
3 5 34 3
(3 5 ) cos (5 3 )sin 34cos
5 3 0 5
<i>a</i> <i>b</i> <i>a</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>x</i> <i>a</i> <i>b</i> <i>x</i> <i>x</i>
<i>a</i> <i>b</i> <i>b</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub> nghiệm riêng của (3) là y</sub><sub>2</sub><sub>= 3cosx -5 sinx</sub>
<sub> nghiệm riêng của phơng trình đã cho là : y</sub><sub>1</sub><sub>+y</sub><sub>2</sub><sub> = (-2x +1)e</sub>2x<sub> + 3cosx -5 sinx</sub>
Kết luận : nghiệm tổng quát của phơng trình đã cho là:
y = y0+y1+y2= c1ex + c2e4x +(-2x +1)e2x + 3cosx -5 sinx
<b>Bµi 7:</b> y” -3y’ + 2y = 2x e2x<sub> + 10 sin x</sub>
<b>Bài làm:</b> giải phơng trình thuần nhất tơng ứng : y” -3y’ + 2y = 0 (1)
Phơng trình đặc trng là : k2<sub> – 3k + 2 = 0 </sub> <i>k</i>1 1;<i>k</i>2 2
<sub> nghiệm tổng quát của (1) là : y</sub><sub>0</sub><sub> = c</sub><sub>1</sub><sub>e</sub>x<sub> + c</sub>
2e2x
T×m nghiƯm riêng của phơng trình : y -3y + 2y = 2x e2x <sub> (2) </sub>
Vì 2 là một ngiêm của phơng trình đặc trng nên nghiệm riêng của (2) là
y1 = x(ax +b) e2x = (ax2 + bx)e2x
2 2 2
1
' (2ax b) e <i>x</i> 2( ) <i>x</i>
<i>y</i> <i>ax</i> <i>bx e</i>
y”1 = 2ae2x + 2( 2ax + b )e2x + 2( 2ax + b )e2x + 4 ( ax2 + bx) e2x
= 2ae2x<sub> + 4 (2ax + b) e</sub>2x<sub> + 4 (ax</sub>2<sub> + b)e</sub>2x<sub> thay vào (2) ta đợc </sub>
2ae2x<sub> + 4 (2ax + b) e</sub>2x<sub> + 4 (ax</sub>2<sub> + b)e</sub>2x<sub>- 3( 2ax + b)e</sub>2x<sub>- 6(ax</sub>2<sub> + bx) e</sub>2x<sub>+ 2 (ax</sub>2<sub>+ bx)e</sub>2x<sub> = 2xe</sub>2x
<sub> 2ae</sub>2x<sub> + (2ax + b)e</sub>2x<sub> = 2x e</sub>2x
2 2 1
2 0 2
<i>a</i> <i>a</i>
<i>a b</i> <i>b</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub> nghiƯm riªng cđa (2) lµ:</sub>
y1 = (x2 -2x)e2x
* Tìm nghiệm riêng của phơng trình : y”-3y’ + 2y = 10 sinx (3)
Vì <i>i</i> 0 <i>i i</i> không phải là nghiệm của phơng trình đặc trng nên nghiệm riêng của (3) là
y2= acosx + bsinx y’2= -asinx + bcosx y” 2 = -acosx- bsinx thay vào (3) ta đợc
-acosx- bsinx+ 3ainx -3bcosx +2acosx + 2bsinx = 10sinx <sub> (a-3b) cosx + (3a+b)sinx = 10sinx</sub>
3 0 3
3 10 1
<i>a</i> <i>b</i> <i>a</i>
<i>a b</i> <i>b</i>
<sub></sub> <sub></sub>
<sub> nghiệm riêng của phơng trình đã cho là : y</sub><sub>1</sub><sub>+y</sub><sub>2</sub><sub> = (x</sub>2<sub> -2x)e</sub>2x<sub> + 3cosx + sinx</sub>
Kết luận : nghiệm tổng quát của phơng trình đã cho là :
y = y0+y1+y2 = c1ex+c2e2x+(x2-2x)e2x+3cosx +sinx
<b>Bµi 8:</b> : y” - 4y’ + 8y = 4e2x<sub> + 20 cos2x</sub>
<b>Bài làm</b>: giải phơng trình thuần nhất tơng ứng : y” - 4y’ + 8y = 0 (1)
Phơng trình đặc trng là: k2<sub>- 4k + 8 = 0 </sub> <i>k</i> 1 2 2<i>i</i><sub>; </sub><i>k</i>2 2 2<i>i</i>
<sub> nghiệm tổng quát của (1) là : y</sub><sub>0</sub><sub>= C</sub><sub>1</sub><sub>e</sub>(2+2i)x<sub> + C</sub>
2e(2-2i)x
Tìm nghiệm riêng của phơng trình : y” - 4y’ + 8y = 4e2x<sub> (2)</sub>
Vì 2 khơng là nghiệm của phơng trình đặc trng nên nghiệm riêng của (2) là
y1= ae2x y’1= 2ae2x ; y”1 = 4ae2x thay vào (2) ta đợc phơng trình
4ae2x<sub> - 8ae</sub>2x <sub>+ 8ae</sub>2x<sub>= 4e</sub>2x<sub> </sub><sub></sub> <sub>4ae</sub>2x<sub> = 4e</sub>2x <sub></sub> <sub> a = 1 </sub>
<sub>nghiƯm riªng cđa (2) là : y</sub><sub>1</sub><sub>= e</sub>2x
Tìm nghiệm riêng của phơng tr×nh : y” - 4y’ + 8y = 20cos2x (3)
Vì <i>i</i> 0 <i>i</i>2 2 <i>i</i> không là nghiệm của phơng trình đặc trng nên nghiệm riêng của (3) là
Thay vào (3) ta đợc : -4acos2x - 4bsin2x +8asin2x -8bcos2x + 8acos2x + 8bsin2x = 20cos2x
<sub>(4a-8b)cos2x + (4b + 8a) sin2x = 20 cos2x</sub>
4 8 20 1
4 8 0 2
<i>a</i> <i>b</i> <i>a</i>
<i>b</i> <i>a</i> <i>b</i>
<sub> nghiệm riêng của (3) là : y</sub><sub>2</sub><sub>= cos2x – 2sin2x</sub>
<sub> nghiệm riêng của phơng trình đã cho là : y</sub><sub>1</sub><sub>+y</sub><sub>2</sub><sub> =e</sub>2x<sub>+ cos2x- 2sin2x</sub>
Kết luận: Nghiệm tổng quát của phơng trình đã cho là :