字典翻译 问答 小学 数学 微分方程设二阶可微函数f(x)满足方程∫[0到x](t+1)f'(x-t)dt=x^2+e^x-f(x)求f(x)
问题标题:
微分方程设二阶可微函数f(x)满足方程∫[0到x](t+1)f'(x-t)dt=x^2+e^x-f(x)求f(x)
问题描述:

微分方程

设二阶可微函数f(x)满足方程∫[0到x](t+1)f'(x-t)dt=x^2+e^x-f(x)

求f(x)

唐向红回答:
  ∫[0,x](t+1)f'(x-t)dt=x^2+e^x-f(x),设F'(t)=f(t)   x=0时,左边=0,右边=1-f(0),故f(0)=1   左边=-∫[0,x](t+1)d[f(x-t)]   =∫[0,x]f(x-t)dt-(t+1)f(x-t)|(0,x)   =∫[0,x]f(x-t)dt+f(x)-(x+1)   即∫[0,x]f(x-t)dt+f(x)-(x+1)=x^2+e^x-f(x)   ∫[0,x]f(x-t)dt=x^2+e^x-2f(x)+(x+1)   左边对x求导得   [∫[0,x+Δx]f(x+Δx-t)dt-∫[0,x]f(x-t)dt]/Δx   =∫[0,x][f(x+Δx-t)-f(x-t)]dt/Δx+∫[x,x+Δx]f(x+Δx-t)dt/Δx   =∫[0,x]f'(x-t)dt+[F(t)/Δx]|(x,x+Δx)   =-f(x-t)|(0,x)+f(x)   =2f(x)-1   右边对x求导得   2x+e^x-2f'(x)+1   2f(x)-1=2x+e^x-2f'(x)+1   整理得   f'(x)+f(x)=x+(e^x)/2+1   解这个微分方程得   f(x)=x+(e^x)/4+Ce^(-x)
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