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二阶微分方程组应该怎么用特征值求解?

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发表于 2021-11-21 02:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 wufaxian 于 2021-11-21 03:10 编辑





请看上图,前面大部分都没有问题。就是最后红框部分,其中黄色高亮区域是如何得出的?问题本质是二次微分方程组如何通过特征值特征向量求解?考虑到前后两问矩阵A完全一样。那么我们是否可以采用如下方法求二次微分方程的特征值?
既然
\(\frac{du}{dt}=\lambda e^{\lambda t}x=Ae^{\lambda t}x\) 成立。可以证明\(e^{\lambda t}x\)是u的一个单纯粹解

那么是否可以认为他也是二次微分方程组的解。于是有
\(\frac{d^2u}{d^2t}=\lambda^2e^{\lambda t}x=Ae^{\lambda t}x\)
那么\(\lambda^2\)就是A的特征值。就等于\(\lambda^2\)=-2;\(\lambda^2\)=-2-\(\sqrt{2}\);\(\lambda^2\)=-2+\(\sqrt{2}\)

然后求出六个\(\lambda\)代入\(e^{\lambda t}x\)得到u的单纯解。当然求A的特征向量还是用-2;-2-\(\sqrt{2}\);-2+\(\sqrt{2}\)来求。

这样做对么?

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