已知连续函数 f(x)满足f(x)=∫[3x,0] f( t/3)dt+e^2x,求f(x)

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/07/17 12:52:46
已知连续函数 f(x)满足f(x)=∫[3x,0] f( t/3)dt+e^2x,求f(x)
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已知连续函数 f(x)满足f(x)=∫[3x,0] f( t/3)dt+e^2x,求f(x)
已知连续函数 f(x)满足f(x)=∫[3x,0] f( t/3)dt+e^2x,求f(x)

已知连续函数 f(x)满足f(x)=∫[3x,0] f( t/3)dt+e^2x,求f(x)
根据莱布尼兹积分法则(含参积分求导公式)知,
d/dx ∫{0,3x} f(t/3)dt = f(3x/3) d(3x)/dx - f(0/3) d0 /dx + ∫{0,3x} df(t/3)/dx dt = 3f(x).
故对原等式两边同时对x求导可得
3f(x) + 2e^(2x) = f'(x).
令y = f(x),有
y' - 3y = 2e^(2x).
这是一个一阶线性非齐次常微分方程,可用公式求解,其通解为
y = e^(- ∫ (-3) dx) [ ∫ [2e^(2x) e^(∫(-3)dx)] dx + C]
= e^(3x) [ ∫ [2e^(2x) e^(-3x)] dx + C]
= e^(3x) [ ∫ 2e^(-x) dx + C]
= e^(3x) [ - 2e^(-x) dx + C]
= -2e^(2x)+ Ce^(3x) ,
其中C为任意常数.