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文档简介

1、习 题 6 11 求出齐次线性微分方程组 的通解,其中A(t)分别为:(1) ;(2) ;(3)。解 (1)方程组的分量形式为: ,从后一式容易求出的通解为 ,其中K为任意常数,可分别取和 ,代入前一式得到两个相应的特解,和 这样就求得方程组的一个解矩阵为 又 。因此,是方程组的一个基解矩阵,根据定理6.1 ,方程的通解为 (2)方程的分量形式为 由、可和 由观察法知,为此方程的两个特解,将其代入式可得两个相应的特解,将其代入式可得两个相应的特解:,。这样就求得方程组的一个解矩阵为 又 ,因此中方程组的一个基解矩阵。故方程组的通解为 (3)程组的分量形式为:解 +得 解 -得 解之得 由、可得

2、 又由得 由此可求得方程组的一个解矩阵 显然,因此是方程组的一个基解矩阵,故方程组的通解为2试证向量函数组 , , 在任意区间 上线性相关,则存在不全为零的三个常数 使得即 而式之左端是一个不高于二次的多项式,它最多只可能有二个零点,同此这与式在上恒等于零矛盾,从而得证。3试证基解矩阵完全决定齐次线性方程组即如果方程组 与有一个相同的基解矩阵,则 证:设这两个方程组的相同基解矩阵为 那么,必有 ,故可逆,设逆矩阵为,同而 证毕47设当时,非齐次线性方程组 (1)中的不恒为零。证明(1)有且至多有 n+1个线性无关解。证 设是方程组(1)的相应齐次方程组的n个线性无关的解,是(1)任意一个特解,则 是(1)的n+1个线性无关解.这是因为,若存在常数 使得则一定有 否则有 这与为(1)的解矛盾,因此, 假设可知故,所以(1)n+1个线性无关的解。又设 是(1)在(a,b)上的任一解,是(1)的n+1个线性无关的解, 那么, 是(1)的对应齐次方程组 (2)的解,而(2)最多有n个线性无关的解,所以必存在不全为零的常数 使得 即 显然,否则,存在不全为零的常数 使得 这与线性无关矛盾,故 这说明(1)的任一解,都可由这n+1个线性无关的解的线性表出,同时也说明

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