微分方程 受迫振动(微分方程受迫振动)
2024-05-20 08:48:51 生活百科 75观看
摘要 如果在弹簧振子上再加一个外力,运动方程就是: 这是一个非齐次方程,也就是说它的右边是有东西的。非齐次方程的困难之处就在于,没有一 用通用的方法来猜解,需要根据方程右边的东西看着办。 通过物理实验我们已经

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这是一个非齐次方程,也就是说它的右边是有东西的。非齐次方程的困难之处就在于,没有一 用通用的方法来猜解,需要根据方程右边的东西看着办。kAH28资讯网——每日最新资讯28at.com

通过物理实验我们已经知道,受迫振动的频率与外力相同,那么可以猜x=Asin ωt Bcos ωt,A,B都是实常量。代入方程得到:kAH28资讯网——每日最新资讯28at.com

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解得:kAH28资讯网——每日最新资讯28at.com

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根号里是ω的二次函数,ω略小于时,振幅最大。相位的变化比较复杂,有 (mei) 兴 (shi) 趣 (gan)的同学可以画个图。kAH28资讯网——每日最新资讯28at.com

但是!我们怎么把常量A和B解出来了?这里的A和B并不是待定常量,我们解出的只是 一个特解,而不是通解。但是我们发现,如果是非齐次方程的解,而是对应的齐次方程的解,那么是这个非齐次方程的解。kAH28资讯网——每日最新资讯28at.com

所以把阻尼振动的通解加上去就是受迫振动的通解。阻尼振动的解会指数衰减,所以经过足够 长的时间之后就只剩下受迫振动的特解。kAH28资讯网——每日最新资讯28at.com

【练习】解方程:kAH28资讯网——每日最新资讯28at.com

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想一想应该猜什么样的解。kAH28资讯网——每日最新资讯28at.com

解方程:kAH28资讯网——每日最新资讯28at.com

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真的要从头开始解一遍吗?kAH28资讯网——每日最新资讯28at.com

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