Cómo determinar cuántas soluciones tiene esta ecuación diferencial

Este es un coeficiente constante lineal no homogéneo oda de grado n. Su solución general consiste en una solución particular más n soluciones homogéneas.

El término no homogéneo es constante, por lo que una solución particular proviene de hacer coincidir el término derivado más bajo con el término forzado

y = yp = -cx / a1

Las soluciones homogéneas son todas de la forma e ^ (sx) donde s es una raíz de la característica eqn

a1 s + a2 s ^ 2 +… + an s ^ n = 0

Hay n raíces, una evidentemente siendo 0 … que el resto sea s2, s3 … sn

La solución general, entonces, es

y = yp + B1 + B2 e ^ (s2 x) +… + Bn e ^ (an x)

donde las B son constantes arbitrarias.

Esto supone que todas las raíces son distintas. Si se repite una raíz, multiplique por x para generar soluciones independientes, como en

e ^ (sx) * [1, x,… x ^ (r-1)], si s tiene multiplicidad r.

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