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Math/ODE

[미분방정식] 상수계수 제차 2계 선형미분방정식(constant coefficient homogeneous second order linear differential equation)

koosco! 2022. 10. 11. 01:46

1. 제차 선형미분방정식(homogeneous linear differential equation)

위와 같은 2계 제차 선형미분방정식을 표준형이라 합니다.

상수계수를 갖는다는 것은 위 식에서 P(x)와 Q(x)가 상수인 형태를 의미합니다.

상수계수를 가질 때는 일반해를 위와 같이 지수함수로 정의할 수 있습니다.

식에 대입하여 특성방정식을 풀어보면 2차 방정식으로 바꾸어 풀이할 수 있습니다.

2. 예제

1) 서로 다른 두 실근을 가지는 경우

서로 다른 두 실근을 가지는 경우에는 아래와 같이 일반해를 구할 수 있습니다.

2) 중근을 가지는 경우

중근을 가지는 경우에는 앞서 공부한 차수 축소법을 사용해 다른 하나의 해를 구할 수 있습니다.

다른 경우에도 중근을 가지는 경우에는 x를 붙여 두번째 해를 쉽게 구할 수 있습니다.

3. 허근을 가지는 경우

이를 일반화하면 다음과 같습니다.

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