Найти три первых отличных от нуля члена разложения в степенной ряд решения...

0 голосов
98 просмотров

Найти три первых отличных от нуля члена разложения в степенной ряд решения дифференциального уравнения, удовлетворяющего заданному начальному условию:


image

Математика (22 баллов) | 98 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов

Разложение нужного решения в ряд Маклорена имеет вид

y(x)=y(0)+\frac{y'(0)x}{1!} +\frac{y''(0)x^2}{2!} +\frac{y'''(0)x^3}{3!} +...+\frac{y^{(n)}(0)}{n!} +...

Будем вычислять значения y'(0), y''(0), y'''(0), ...  пока не получим три ненулевых значения.

y'=2x+e^{-x}y\\y'(0)=2*0+e^{-0}*1=1 \neq 0\\y''=(y')'=2-e^{-x}y+e^{-x}y'\\y''(0)=2-e^{-0}*1+e^{-0}*1=2 \neq 0\\y'''=(y'')'=-(-e^{-x}y+e^{-x}y')-e^{-x}y'+e^{-x}y''=e^{-x}(y''-2y'+y)\\y'''(0)=e^{-0}(2-2*1+1)=1 \neq 0

С этим всё. Теперь подставим значения в первую формулу и после преобразований получим окончательный результат:

y(x)=1+x+x^2+\frac{x^3}{6}



(4.0k баллов)