Дифференциальное уравнение y’’-4y’+13y=0

Вы ввели

                           2          
    d                     d           
- 4*--(y(x)) + 13*y(x) + ---(y(x)) = 0
    dx                     2          
                         dx           

$$13 y{\left(x \right)} - 4 \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \frac{d^{2}}{d x^{2}} y{\left(x \right)} = 0$$

Подробное решение

Дано уравнение:
$$13 y{\left(x \right)} - 4 \frac{d}{d x} y{\left(x \right)} + \frac{d^{2}}{d x^{2}} y{\left(x \right)} = 0$$
Это дифф. уравнение имеет вид:

y'' + p*y' + q*y = 0,

где
$$p = -4$$
$$q = 13$$
Называется линейным однородным
дифф. ур-нием 2-го порядка с постоянными коэффициентами.
Решить это ур-ние не представляет особой сложности
Решим сначала соответствующее линейное однородное ур-ние

y'' + p*y' + q*y = 0

Сначала отыскиваем корни характеристического ур-ния
$$q + \left(k^{2} + k p\right) = 0$$
В нашем случае характ. ур-ние будет иметь вид:
$$k^{2} - 4 k + 13 = 0$$
Подробное решение простого уравнения
- это простое квадратное ур-ние
Корни этого ур-ния:
$$k_{1} = 2 - 3 i$$
$$k_{2} = 2 + 3 i$$
Т.к. характ. ур-ние имеет два корня,
решение соотв. дифф. ур-ния имеет вид:
$$y{\left(x \right)} = e^{k_{1} x} C_{1} + e^{k_{2} x} C_{2}$$
Получаем окончательный ответ:
$$y{\left(x \right)} = C_{1} e^{x \left(2 - 3 i\right)} + C_{2} e^{x \left(2 + 3 i\right)}$$

Ответ

                                    2*x
y(x) = (C1*sin(3*x) + C2*cos(3*x))*e   

$$y{\left(x \right)} = \left(C_{1} \sin{\left(3 x \right)} + C_{2} \cos{\left(3 x \right)}\right) e^{2 x}$$

Классификация

nth linear constant coeff homogeneous

2nd power series ordinary