设f(x)为连续函数,且符合关系f(x)=e^x-∫(0,x)(x-t)f(t)dt,求函数f(x)

2024-11-28 09:29:00
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回答(1):

f(x)=e^x-∫(0,x)(x-t)f(t)dt=e^x-x∫(0,x ) f(t) dt+∫(0,x) t*f(t) dt 可知f(0)=1
求导:
f'(x)=e^x-∫(0,x ) f(t) dt-x*f(x)+x*f(x)=e^x-∫(0,x ) f(t) dt f'(0)=1
继续求导:
f''(x)=e^x-f(x)
f''(x)+f(x)=e^x
解这个二阶线性微分方程
通解为f(x)=c1sinx+c2cosx+e^x/2
f(0)=f'(0)=1 所以c2=1/2 c1=1/2
f(x)=1/2(sinx+cosx+e^x)

回答(2):

ƒ(x) = e^x - ∫(0→x) (x - t)ƒ(t) dt
ƒ(x) = e^x - x∫(0→x) ƒ(t) dt + ∫(0→x) tƒ(t) dt,两边求导
ƒ'(x) = e^x - ∫(0→x) ƒ(t) dt - xƒ(x) + xƒ(x)
ƒ'(x) = e^x - ∫(0→x) ƒ(t) dt,两边求导
ƒ''(x) = e^x - ƒ(x)
==> y'' + y = e^x,现在换成解微分方程
λ² + 1 = 0 ==> λ = i OR λ = - i
一般解为y = Acosx + Bsinx
令特解y = Ne^x,y'' = Ne^x,代入y'' + y = e^x中
Ne^x + Ne^x = e^x ==> N = 1/2
通解为y = Acosx + Bsinx + (1/2)e^x

所以ƒ(x) = Acosx + Bsinx + (1/2)e^x,其中A,B均为常数。

回答(3):

f''=e^x-f(x),
f(0)=1=f'(0)①
y''+y=e^x②
r^2+1=0
y''+y=0的通解:y=c1sinx+c2cosx
y*=ae^x 代入②:a=1/2
②通解:y=c1sinx+c2cosx+e^x/2
代入①:c1=c2=1/2
∴y=f(x)=1/2(sinx+cosx+e^x)