









Study with the several resources on Docsity
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Master differential equations: homogeneous ODEs, undetermined coefficients, variation of parameters, Cauchy-Euler, Laplace transforms & inverse Laplace. differential equations, homogeneous ODE, undetermined coefficients, variation parameters, Wronskian method, Cauchy Euler, Laplace transform, inverse Laplace, engineering math, ODE solutions, math study guide, DE formula sheet, Laplace table
Typology: Exams
1 / 15
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!










B1: 𝒕í𝒏𝒉 𝒆− ∫ 𝒑(𝒙)𝒅𝒙
𝒆− ∫ 𝒑(𝒙)𝒅𝒙 𝒚𝟏𝟐^ 𝒅𝒙
Nghiệm yc = c 1 y 1 + c 2 y 2
Vd: 𝒙𝟐𝒚′′^ − 𝟑𝒙𝒚′^ + 𝟒𝒚 = 𝟎 𝒗ớ𝒊 𝒚𝟏 = 𝒙𝟐
Đầu tiên chia 2 vế cho x^2 để hệ số của y’’ là 1
=> 𝑦′′^ − 3 𝑥 𝑦
B1 : P(x) = − 3 𝑥 =>^ - ∫^ 𝒑(𝒙)𝒅𝒙^ =^ − ∫^ −^
3 𝑥 𝑑𝑥^ = 𝟑𝒍𝒏𝒙
𝑒− ∫ 𝑝(𝑥)𝑑𝑥^ = 𝑒3𝑙𝑛𝑥^ = 𝑒(𝑙𝑛𝑥)
3 = 𝑥^3
𝑒− ∫^ 𝑝(𝑥)𝑑𝑥 𝑦 12 𝑑𝑥
𝑦2 = 𝑥^2 ∫ 𝑥^3 𝑥^4 𝑑𝑥 = 𝑥
𝑉ậ𝑦 𝑦1 = 𝑥^2 ; 𝑦2 = 𝑥^2 𝑙𝑛𝑥
𝑦𝑐 = 𝑐1𝑦1 + 𝑐2𝑦2 = 𝑐1𝑥^2 + 𝑐2𝑥^2 𝑙𝑛𝑥
Chú ý dạng 2 khác dạng 1: ở dạng 1 đi kèm với y’ là 1 hàm theo x còn dạng 2 là hệ số.
Đưa về phương trình đặc trưng : 𝑦′′^ = 𝑚^2 ; 𝑦′^ = 𝑚 ; 𝑦 𝑙à 1
𝑛ế𝑢 𝑐ó 𝑦′′′𝑡ℎì 𝑏ằ𝑛𝑔 𝑚^3
𝑛𝑔ℎ𝑖ệ𝑚 𝑟𝑖ê𝑛𝑔 𝑐ủ𝑎 𝑝ℎươ𝑛𝑔 𝑡𝑟ì𝑛ℎ 𝑐ó 𝑑ạ𝑛𝑔 𝒚 = 𝒆𝒎𝒙
𝑛𝑔ℎ𝑖ệ𝑚 𝑡ổ𝑛𝑔 𝑞𝑢á𝑡 𝑐ủ𝑎 𝑝ℎươ𝑛𝑔 𝑡𝑟ì𝑛ℎ: yc = c 1 y 1 + c 2 y 2
Các trường hợp khi tìm ra nghiệm của m
Th1: 2 nghiệm phân biệt m1 ≠ 𝒎𝟐
=> y 1 = em 1 x^ và y 2 = em 2 x
=> yc = c 1 y 1 + c 2 y 2
Vd: nếu giải ra 2 giá trị của m là m=2 và m=
=> y1 = 𝑒2𝑥^ y2= 𝑒4𝑥
=> yc = c 1 e2x^ +c 2 e4x
Th2: giải ra m là nghiệm kép ( nghiệm bội 2 ) m 1 = m 2
y 1 = em 1 x^ y 2 = xy 1
Nếu có 3 giá trị m bằng nhau m 1 = m 2 = m 3
y 1 = em 1 x^ y 2 = xy 1 y 3 = xy 2 = x^2 y 1
Tương tự cho nghiệm bội 4, bội 5 …. (không có đâu yên tâm)
Vd: giải ra m 1 = m 2 = 5
=> y 1 = 𝑒5𝑥^ y 2 = 𝑥𝑒5𝑥
Nếu m 1 = m 2 = m 3 = 5
=> y 1 = 𝑒5𝑥^ y 2 = 𝑥𝑒5𝑥^ y 3 = 𝑥^2 𝑒5𝑥
Th3: Nghiệm phức m1 = 𝜶 + 𝒊𝜷
m2 = 𝜶 − 𝒊𝜷
y 1 = 𝑒𝛼𝑥^ cos(𝛽𝑥)^ và y 2 = 𝑒𝛼𝑥^ sin(𝛽𝑥)
Giải bằng phương pháp hệ số bất định
B1 : giải 𝑦′′^ + 𝑏𝑦′^ + 𝑐𝑦 = 0 để 𝑡ì𝑚 𝑟𝑎 𝑛𝑔ℎ𝑖ệ𝑚 𝑦c
B2 : tìm nghiệm yp tương ứng với dạng của f(x)
Rồi đạo hàm ra để thay lại vào pt ban đầu 𝑦′′^ + 𝑏𝑦′^ + 𝑐𝑦 = 𝒇(𝒙)
Đạo hàm 2 lần gồm y’ và y’’ xong thay lại để tìm ra các hệ số A B của yp
Y = yc + yp
Vd: 𝒚′′^ + 𝟒𝒚′^ − 𝟐𝒚 = 𝟐𝒙𝟐^ − 𝟑𝒙 + 𝟔 (1)
B1: 𝑦′′^ + 4𝑦′^ − 2𝑦 = 0
𝑃𝑇Đ𝑇: 𝑚^2 + 4𝑚 − 2 = 0
𝑚 = −2 + √6 v 𝑚 = −2 − √
Yc = c 1 𝑒(−2−√6)𝑥^ + c 2 𝑒(−2+√6)𝑥
B2: yp = 𝑎𝑥^2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 là nghiệm của pt (1)
y’p = 2ax + b
y’’p = 2a
𝑡ℎ𝑎𝑦 𝑦′𝑣à 𝑦′′𝑣à𝑜 (1) 𝑡𝑎 𝑐ó:
5 2 𝑐 = −
Yp = −𝑥^2 − 5 2
Y = yc + yp = c 1 𝑒(−2−√6)𝑥^ + c 2 𝑒(−2+√6)𝑥^ − 𝑥^2 −
5 2 𝑥 − 9
Giải bằng phương pháp biến thiên hằng số đối với dạng 3
𝑦′′^ + 𝑏𝑦′^ + 𝑐𝑦 = 𝒇(𝒙) 𝒗ớ𝒊 𝒃, 𝒄 𝒍à 𝒉ệ 𝒔ố 𝒗à 𝒉ệ 𝒔ố 𝒄ủ𝒂 𝒚′′𝒍à 𝟏
B1 : giải 𝑦′′^ + 𝑏𝑦′^ + 𝑐𝑦 = 0 để 𝑡ì𝑚 𝑟𝑎 𝑛𝑔ℎ𝑖ệ𝑚 𝑦c
B2 : yp = u 1 y 1 + u 2 y 2
𝑢 1 ′ = 𝑊 1 𝑊 =^
−𝑦2𝑓(𝑥) 𝑊 𝑢^1 = ∫ 𝑢^1 ′𝑑𝑥
𝑢 2 ′ = 𝑊 2 𝑊 =^
𝑦1𝑓(𝑥) 𝑊 𝑢^2 = ∫ 𝑢^2 ′𝑑𝑥
𝑊 = |
Vd: 𝒚′′^ − 𝟒𝒚′^ + 𝟒𝒚 = (𝒙 + 𝟏)𝒆𝟐𝒙
B1 : 𝑦′′^ − 4𝑦′^ + 4𝑦 = 0
𝑃𝑇Đ𝑇: 𝑚^2 − 4𝑚 + 4 = 0
𝑚 = 2 (𝑛𝑔ℎ𝑖ệ𝑚 𝑘é𝑝)
𝑦𝑐 = 𝑐 1 𝑒2𝑥^ + 𝑐 2 𝑥𝑒2𝑥
B2 : 𝑦𝑝 = 𝑢 1 𝑒2𝑥^ + 𝑢 2 𝑥𝑒2𝑥^ 𝑡í𝑛ℎ 𝑊
𝑚 = −1 ℎ𝑜ặ𝑐 𝑚 = 4 (2 𝑛𝑔ℎ𝑖ệ𝑚 𝑘ℎá𝑐 𝑛ℎ𝑎𝑢)𝑇ℎ
𝑦 1 = 𝑥−1^ 𝑣à 𝑦 2 = 𝑥^4
𝑦𝑐 = 𝑐 1 𝑥−1^ + 𝑐 2 𝑥^4
𝒃) 𝟒𝒙𝟐𝒚′′^ + 𝟖𝒙𝒚′^ + 𝒚 = 𝟎
𝑃𝑇Đ𝑇: 4𝑚^2 + 4𝑚 + 1 = 0
𝑚 = − 1 2 (𝑛𝑔ℎ𝑖ệ𝑚 𝑘é𝑝)𝑇ℎ
𝑦 1 = 𝑥−
1 (^2) 𝑣à 𝑦 2 = ln(𝑥) 𝑥−
1 2
1 (^2) + 𝑐 2 ln(𝑥) 𝑥−
1 2
𝒄) 𝒗𝒅 𝒏ế𝒖 𝒈𝒊ả𝒊 𝒓𝒂 𝒏𝒈𝒉𝒊ệ𝒎 𝒑𝒉ứ𝒄 𝒎 = ±𝒊 𝒕ứ𝒄 𝒍à 𝜶 = 𝟎 𝒗à 𝜷 = 𝟏
𝑦 1 = 𝑥𝛼𝑐𝑜𝑠(𝛽𝑙𝑛𝑥) 𝑦 1 = 𝑥^0 𝑐𝑜𝑠(1𝑙𝑛𝑥) = 𝑐𝑜𝑠(𝑙𝑛(𝑥))
𝑦 2 = 𝑥𝛼𝑠𝑖𝑛(𝛽𝑙𝑛𝑥) 𝑦 2 = 𝑥^0 𝑠𝑖𝑛(1𝑙𝑛𝑥) = 𝑠𝑖𝑛(𝑙𝑛(𝑥))
𝑦𝑐 = 𝑐 1 cos(ln(𝑥)) + 𝑐 2 sin(ln(𝑥))
B1: 𝑲𝒉ử 𝒙 để 𝒕ì𝒎 𝒚 𝒉𝒐ặ𝒄 𝒌𝒉ử 𝒚 để 𝒕ì𝒎 𝒙
B2: 𝒕𝒉𝒂𝒚 𝒏𝒈ượ𝒄 𝒍ạ𝒊 để 𝒕ì𝒎 𝒈𝒊á 𝒕𝒓ị 𝒄ò𝒏 𝒍ạ𝒊.
𝐶ℎú ý: 𝑥′𝑐ó 𝑡ℎể 𝑣𝑖ế𝑡 𝑑ướ𝑖 𝑑ạ𝑛𝑔 𝐷𝑥
𝑥′′^ = 𝐷^2 𝑥 2 ′^ = 𝐷2 = 0 𝑡ươ𝑛𝑔 𝑡ự 𝑐ℎ𝑜 𝑦′^ = 𝐷𝑦 𝑣à 𝑦′′^ = 𝐷^2 𝑦
Vd: {
𝑐ℎ𝑢𝑦ể𝑛 𝑣ề 𝑑ạ𝑛𝑔 𝑣𝑖ế𝑡 đạ𝑜 ℎà𝑚 𝑡ℎ𝑒𝑜 𝐷
𝐺𝑜𝑚 𝑥 𝑣à 𝑦 𝑙ạ𝑖 𝑣ớ𝑖 𝑛ℎ𝑎𝑢
𝐾ℎử 𝑦 để 𝑡ì𝑚 𝑥 ( 𝑚ộ𝑡 𝑚ẹ𝑜 𝑛ℎỏ đó 𝑙à đạ𝑜 ℎà𝑚 𝑐ủ𝑎 𝑐á𝑖 𝑛à𝑜 𝑐ó 𝑏ậ𝑐 2,3 𝑡ℎì ư𝑢
𝑡𝑖ê𝑛 𝑘ℎử để 𝑣ề 𝑠𝑎𝑢 𝑙à𝑚 𝑛ℎẹ ℎơ𝑛. 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑏à𝑖 𝑛à𝑦 𝑦 𝑐ó 𝐷^2 𝑛ê𝑛 ư𝑢 𝑡𝑖ê𝑛 𝑘ℎử 𝑦).
𝑛ℎâ𝑛 ở 𝑑ướ𝑖 𝑐ả 2 𝑣ế 𝑐ℎ𝑜 𝐷 để 𝑥𝑢ấ𝑡 ℎ𝑖ệ𝑛 𝐷^2 𝑦 𝑟ồ𝑖 𝑙ấ𝑦 𝑡𝑟ê𝑛 𝑡𝑟ừ 𝑑ướ𝑖.
𝑡ớ𝑖 đâ𝑦 đư𝑎 𝐷𝑥 𝑣ề 𝑙ạ𝑖 𝑑ạ𝑛𝑔 𝑥′
−𝑥′′^ − 4𝑥 = 𝑡^2 (𝑑ạ𝑛𝑔 3) (2)
𝐵1: − 𝑥′′^ − 4𝑥 = 0
𝑃𝑇Đ𝑇: − 𝑚^2 − 4 = 0
𝑚 = ±2𝑖 (𝑛𝑔ℎ𝑖ệ𝑚 𝑘é𝑝)
𝑥𝑐 = 𝑐 1 cos(2𝑡) + 𝑐 2 sin(2𝑡)
B2: 𝑥𝑝 = 𝑎𝑡^2 + 𝑏𝑡 + 𝑐
𝑥′𝑝 = 2𝑎𝑡 + 𝑏
𝑥′′𝑝 = 2𝑎
𝑡ℎ𝑎𝑦 𝑣à𝑜 (2) 𝑡𝑎 𝑐ó ∶ 2𝑎 − 4(𝑎𝑡^2 + 𝑏𝑡 + 𝑐) = 𝑡^2
2𝑎 − 4𝑎𝑡^2 − 4𝑏𝑡 − 4𝑐 = 𝑡^2
−4𝑎𝑡^2 − 4𝑏𝑡 + 2𝑎 − 4𝑐 = 𝑡^2
1 4 𝑏 = 0 𝑐 = − 1 8
𝐿{𝑦′} + 3𝐿{𝑦} = 13𝐿{sin(2𝑡)}
2 𝑠^2 +
𝑌(𝑠)(𝑠 + 3) = 26 𝑠^2 +4 + 6
𝑌(𝑠) = 26 (𝑠^2 +4)(𝑠+3) +^
6 𝑠+
𝑇í𝑛ℎ 𝑙𝑎𝑝𝑙𝑎𝑐𝑒 𝑛𝑔ượ𝑐 𝑐ủ𝑎 𝑌(𝑠) để 𝑡ì𝑚 đượ𝑐 𝑝𝑡 𝑦(𝑡)
𝑛ℎì𝑛 𝑙ạ𝑖 𝑝ℎầ𝑛 𝑐ô𝑛𝑔 𝑡ℎứ𝑐 𝑡ổ𝑛𝑔 𝑞𝑢á𝑡 𝑐ủ𝑎 𝐿𝑎𝑝𝑙𝑎𝑐𝑒 để ℎ𝑖ể𝑢 𝑡ạ𝑖 𝑠𝑎𝑜.
𝑝ℎâ𝑛 𝑡í𝑐ℎ 𝑐ụ𝑚 26 (𝑠^2 +4)(𝑠+3) 𝑐ℎ𝑜 𝑛ó 𝑡á𝑐ℎ 𝑟𝑎 𝑡ℎà𝑛ℎ 2 𝑝ℎầ𝑛 để 𝑐ó 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑏ả𝑛𝑔 𝑐ô𝑛𝑔 𝑡ℎứ𝑐
𝑡𝑟ướ𝑐 𝑘ℎ𝑖 𝑝ℎâ𝑛 𝑡í𝑐ℎ 𝑝ℎả𝑖 đả𝑚 𝑏ả𝑜 𝑚ẫ𝑢 𝑐ℎỉ 𝑡𝑜à𝑛 𝑙à 𝑛𝑔ℎ𝑖ệ𝑚 𝑘ℎô𝑛𝑔 𝑡ℎể 𝑐ℎứ𝑎 𝑝𝑡
26 (𝑠^2 +4)(𝑠+3) =^
𝑎𝑠+𝑏 𝑠^2 +4 +^
𝑐 𝑠+
(𝑎𝑠 + 𝑏)(𝑠 + 3) + 𝑐(𝑠^2 + 4) = 26
𝑎𝑠^2 + 3𝑎𝑠 + 𝑏𝑠 + 3𝑏 + 𝑐𝑠^2 + 4𝑐 = 26
(𝑎 + 𝑐)𝑠^2 + (3𝑎 + 𝑏)𝑠 + 3𝑏 + 4𝑐 = 26
26 (𝑠^2 +4)(𝑠+3) =^
−2𝑠+ 𝑠^2 +4 +^
2 𝑠+
𝑉ậ𝑦 𝑌(𝑠) = −2𝑠+ 𝑠^2 +4 +^
2 𝑠+3 +^
6 𝑠+
𝑇í𝑛ℎ 𝐿𝑎𝑝𝑙𝑎𝑐𝑒 𝑛𝑔ượ𝑐 𝑐ủ𝑎 𝑌(𝑠) để 𝑡ì𝑚 𝑦(𝑡)
−2𝑠+ 𝑠^2 +4 +^
2 𝑠+3 +^
6 𝑠+3}
𝑐ℎỉ 𝑐ầ𝑛 𝑡í𝑛ℎ 𝐿{20(𝑡 − 5)} 𝑡ℎ𝑎𝑦 (𝑡 − 5)𝑏ằ𝑛𝑔 𝑡 𝐿{20𝑡} =
20 𝑠^2 = 𝐹(𝑠)
𝐿{𝟐𝟎(𝒕 − 𝟓)𝑼(𝒕 − 𝟓)} = 𝒆−𝟓𝒔. 𝟐𝟎 𝒔𝟐
!!! Chú ý: 𝑳{𝒂. 𝒃} ≠ 𝑳{𝒂}. 𝑳{𝒃}
𝑳{𝒈(𝒕)𝑼(𝒕 − 𝒂)} = 𝒆−𝒂𝒔𝑳{𝒈(𝒕 + 𝒂)}
𝑽𝒅: 𝑳{𝟐𝟎𝒕𝑼(𝒕 − 𝟓)} 𝒂 = 𝟓
= 𝑒−5𝑠𝐿{20(𝑡 + 5)} = 𝑒−5𝑠(𝐿{20𝑡} + 𝐿{100})
20 𝑠^2 + 𝑒
𝑠
𝑳{𝑼(𝒕 − 𝒂)} = 𝒆−𝒂𝒔 𝒔
Vd: 𝑇í𝑛ℎ 𝐿𝑎𝑝𝑙𝑎𝑐𝑒 𝑐ủ𝑎 𝑓(𝑡) = {
𝑙ấ𝑦 𝑙𝑎𝑝𝑙𝑎𝑐𝑒 2 𝑣ế 𝑡𝑎 đượ𝑐:
𝐿{𝑓(𝑡)} = 𝐿{20𝑡} − 𝐿{20𝑡𝑈(𝑡 − 5)} (khung ở trên đã giải)
20 𝑠^2 − 𝑒
𝑠
2 𝑠^3.^
1 𝑠−
𝐹(𝑠) 𝑠 } = ∫ 𝑓𝑢𝑑𝑢
𝑡 0
1 𝑠(𝑠^2 +1)} = 𝐿
1 𝑠^2 + 𝑠 } = ∫ sin(𝑢) 𝑑𝑢
𝑡 0 = 1 − cos(𝑡)
𝐶ℎỉ 𝑡í𝑛ℎ 𝐿𝑎𝑝𝑙𝑎𝑐𝑒 𝑐ủ𝑎 𝑓(𝑡) 𝑙à 𝑟𝑎 𝐹(𝑠)𝑟ồ𝑖 𝑡ℎ𝑎𝑦 𝑠 = 𝑠 − 𝑎
𝒗𝒅: 𝑳{𝒆−𝟐𝒕^ 𝐜𝐨𝐬(𝟑𝒕)} 𝒂 = −𝟐
𝐿{cos(3𝑡)} =
𝑠 𝑠^2 +9 𝐿{𝑒
−2𝑡 (^) cos(3𝑡)} = 𝑠+ (𝑠+2)^2 +
Đư𝑎 𝑏𝑖ể𝑢 𝑡ℎứ𝑐 𝑣ề 𝑐ó 𝑑ạ𝑛𝑔 𝑠 − 𝑎 𝑟ồ𝑖 𝑡ℎ𝑎𝑦 𝑛𝑔𝑢𝑦ê𝑛 𝑐ụ𝑚 𝑏ằ𝑛𝑔 𝑠 𝑥𝑜𝑛𝑔 𝑟𝑎 𝑘ế𝑡
quả 𝑟ồ𝑖 𝑛ℎâ𝑛 𝑣ớ𝑖 𝑒𝑎𝑡.
𝒔+𝟐 (𝒔+𝟐)𝟐+𝟗} = 𝒕𝒉𝒂𝒚 𝒄ụ𝒎 𝒔 + 𝟐 𝒕𝒉à𝒏𝒉 𝒔 𝒗ớ𝒊 𝒂 = −𝟐
𝑠 𝑠^2 +9} = cos(3𝑡)
𝐿−1^ { 𝑠+ (𝑠+2)^2 +9} = 𝑒
−2𝑡 (^) cos(3𝑡)
𝟑)𝑳{𝒕(𝒏)𝒇(𝒕)} = 𝑭(𝒏)(𝒔)(−𝟏)𝒏^ 𝒄𝒉ỉ 𝒄ầ𝒏 𝒕í𝒏𝒉 𝑳{𝒇(𝒕)} = 𝑭(𝒔)𝒓ồ𝒊 𝒕𝒉𝒂𝒚 𝒄. 𝒕𝒉ứ𝒄
𝐹𝑛(𝑠)𝑙à 𝑠𝑎𝑢 𝑘ℎ𝑖 𝑡í𝑛ℎ 𝑟𝑎 𝐹(𝑠)𝑡ℎì đạ𝑜 ℎà𝑚 𝑛 lần
𝒗𝒅: 𝑳{𝒕𝒔𝒊𝒏(𝟐𝒕)}^ 𝒗ớ𝒊 𝒇(𝒕) = 𝐬𝐢𝐧 (𝟐𝒕)
𝐿{sin(2𝑡)} = 2 𝑠^2 +4 = 𝐹(𝑠)