来自胡毅亭的问题
【设f(x)连续函数,且满足方程f(x)-2∫(x到0)f(t)dt=x^2+1,求f(x)】
设f(x)连续函数,且满足方程f(x)-2∫(x到0)f(t)dt=x^2+1,求f(x)
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2020-12-2505:44
【设f(x)连续函数,且满足方程f(x)-2∫(x到0)f(t)dt=x^2+1,求f(x)】
设f(x)连续函数,且满足方程f(x)-2∫(x到0)f(t)dt=x^2+1,求f(x)
因为f(x)连续,则∫[0→x]f(t)dt可导,
而f(x)=2∫[0→x]f(t)dt+x²+1,因此f(x)可导
f(x)-2∫[0→x]f(t)dt=x²+1两边对x求导得:
f'(x)-2f(x)=2x,一阶线性微分方程
将x=0代入原式得:f(0)=1,这是初始条件
套公式:
f(x)=e^(∫2dx)(∫2xe^∫-2dxdx+C)
=e^(2x)(∫2xe^(-2x)dx+C)
=e^(2x)(-∫xd[e^(-2x)]+C)
=e^(2x)(-xe^(-2x)+∫e^(-2x)dx+C)
=e^(2x)(-xe^(-2x)-(1/2)e^(-2x)+C)
=-x-1/2+Ce^(2x)
将初始条件f(0)=1代入得:1=-1/2+C,则C=3/2
f(x)=-x-1/2+(3/2)e^(2x)