5






5.2.2 Решение СЛНДУ со специальными правыми частями  методом подбора частного решения

 

В случаях, когда правые части уравнений СЛНДУ имеют специальный вид:

 может быть применен метод подбора частного решения.

Рассмотрим подробнее структуру слагаемых правой части ДУ: , здесь

  •  - многочлен по целым, неотрицательным степеням степени .
  •  - необязательный множитель

 

Алгоритм решение СЛНДУ со специальными правыми частями методом подбора частного решения

1. Решить соответствующую СЛОДУ, записать её общее решение.

 

2. Для каждого слагаемого в правой части каждого уравнения выписать параметры:

* - максимальная степень  в многочлене , если слагаемое не содержит , то

 - коэффициент при  в аргументе  или , если слагаемое не содержит ни , ни , то

 - коэффициент при  в аргументе экспоненты, если слагаемое не содержит экспоненты, то .

 

3. Сгруппировать слагаемые с одинаковыми  и  для каждого уравнения, для сформированной группы выписать параметры: максимальное из * и общие  и . Каждое из несгруппированных слагаемых представляет собой отдельную группу со своими параметрами.

 

4. Сгруппировать слагаемые с одинаковыми  и  для всех уравнений, для сформированной группы выписать параметры: максимальное из * и общие  и .

5. Для каждой выделенной группы записать структуру частного решения по следующему правилу:

а) если , то, где

 - вектор многочленов по целым, неотрицательным степеням  степени  в общем виде, здесь

 - параметр группы

*- коэффициент при  в аргументе экспоненты является параметром группы

* - определяется следующим образом: если величина , составленная из параметров группы совпадает с корнями  характеристического уравнения из п.1 , то равняется числу совпадений, если же величина среди корней  характеристического уравнения не встречается, то .

 

б) если , то , где

 - векторы многочленов по целым, неотрицательным степеням  степени  в общем виде с разными  коэффициентами, здесь

 - параметр группы.

*- коэффициент при  в аргументе экспоненты является параметром группы

 - коэффициент при  в аргументе  и является параметром группы

* - определяется как и в случае а)

 

6. Определить значения неизвестных коэффициентов методом неопределенных коэффициентов.

 

7. Записать решение СЛНДУ как сумму решения СЛОДУ и всех частных

 

 

 


Пример 5.6.

Дано:

Решить СЛНДУ методом подбора частного решения.

 

Решение:

1. Решаем ЛОДУ вида:

Она имеет решение вида:  (см. пример 5.5.)

 

2. Исследуем структуру неоднородности в каждом уравнении исходной системы.

Первое уравнение не содержит неоднородности.

Второе уравнение содержит неоднородность  с параметрами .

 

3,4. Группировки по уравнениям нет.

 

5. Сформируем столбец частного решения по параметрам: :

.

Тогда  или .

 

6. Найдем значения и методом неопределенных коэффициентов.

Для этого найдем сначала производные  и :

Подставим найденные функции в исходную систему:

 

                       

 

Окончательно:

 

7. Получим:

 

Ответ: