220题微分方程,求大神帮忙解答一下,写一下思路和过程吧

如题所述

方程 y''+9y=0通过点(π,-1)且在该点处和直线y+1=x-π相切的积分曲线为?
解:y''+9y=0的特征方程 r²+9=0的根 r₁=3i;r₂=-3i;因此该方程的通解为:
y=C₁cos3x+C₂sin3x.............①
已知曲线①过点(π,-1),因此:
C₁cos3π+C₂sin3π=C₁cosπ+C₂sinπ=-C₁=-1,∴C₁=1;
对①求导,得y'=-3C₁sin3x+3C₂cos3x............②
①与直线 y+1=x-π在(π,-1)处相切,故y'(π)=1;即:
-3C₁sin3π+3C₂cos3π=-3C₁sinπ+3C₂cosπ=-3C₂=1;∴C₂=-1/3.
将C₁,C₂之值代入①式,即得满足题意的积分曲线为:
y=cos3x-(1/3)sin3x;故应选D。追问

已知曲线①过点(π,-1),因此:
C₁cos3π+C₂sin3π=C₁cosπ+C₂sinπ=-C₁=-1,∴C₁=1

这一步的俩等号不明白,为啥过(π,-1)后,通解就变成c1cos+c2sin=-c1呢?

追答

点(π,-1)在积分曲线上,即该点的坐标满足方程①;
将坐标代入①式即得。
C₁cos3π+C₂sin3π=C₁cos(2π+π)+C₂sin(2π+π)
=C₁cosπ+C₂sinπ=-C₁+0=-1,∴C₁=1

【cosπ=-1,sinπ=0】

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