二阶常系数线性齐次微分方程形如:
y′′+Py′+Qy=0根据特征方程 r2+Pr+Q=0 的解得到通解,分为 3 种情况:
- 两异实根 r1,r2 , y=C1er1x+C2er2x
- 两同实根 r , y=(C1+C2x)erx
- 共轭复根 α±iβ , y=eαx(C1cosβx+C2sinβx)
下面是一个思考:
两同实根的情况暂无考虑。
共轭复根与两异实根都是两个不同的根,实根可以看作虚部为 0 的复根。那么共轭复根情况的通解是否可以写作
y=C1e(α+iβ)x+C2e(α−iβ)x
呢?
化简得到
y=eαx(C1eiβx+C2e−iβx)
,与通解的形式很相似了。
如果二者相等,即
C1eiβx+C2e−iβx=C1cosβx+C2sinβx
。这一步是如何得到呢?
如果得不到就说明一开始就是错误的,共轭复根的通解不能像两异实根那样写。
(待定)