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運算元法求特解

運算元法是一種用於求解常係數線性高階常微分方程特解的簡便方法。這種方法通過引入運算元L(D),其中D=d/dx表示對x求微商的運算,L(D)稱為運算元多項式。例如,對於方程y''+2y'+y=0,可以將其表示為L(D)y=0,其中L(D)=D^2+2D+1。

在運算元法中,引入運算元L(D)和其逆運算元1/L(D),利用這些運算元的性質和法則來求解方程。特別是當方程中的f(x)為xk,eax,cosβx,sinβx等類函式之和,或它們乘積之和時,使用運算元法求特解比常數變易法更為簡便。

例如,對於上述方程,可以將其改寫為y=1/L(D),即y=1/(D^2+2D+1)。通過計算逆運算元的作用,可以得到方程的一個特解。

運算元法同樣適用於常係數線性常微分方程組,提供了一種系統性的方法來求解這些方程組。