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方程(d^2x/dt^2)+w^2*x=F*sin wt

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/07 08:59:24
方程(d^2x/dt^2)+w^2*x=F*sin wt
全忘了,
将题:方程(d^2x/dt^2)+w^2*x=F*sin wt 的特解为?
改成:方程(d^2x/dt^2)+wn^2*x=F*sin wt (1) 的特解为?
令:特解 x(t) = Asin wt,
代入(1)得到:-Aw^2 sin wt + wn^2Asin wt = Fsin wt
-A(w^2 - wn^2)sin wt = Fsin wt
A = F / (w^2 - wn^2)
方程(1)的特x(t) = Fsin wt / (w^2 - wn^2)
wn 是系统的自然频率,当激励频率w=wn时,产生共振,振幅变得很大!
再问: 答案不对啊。
再答: 为什么不对?你得把原题中的w^2改成wn^2 不然原题无解。x(t) =- Fsin wt / (w^2 - wn^2),差一个负号。Sorry!
再问: 嗯,原题就是那样的,我也不知道为什么~ 我解的也是无解。。。 原题答案: A、F*sinwt B、(Ft*sinwt)/21 C、-(F/2) t*coswt D、-Fcoswt 真心感谢解答~!
再答: 不必客气。 找到了一个特不在ABCD中,而是: X( t ) = -[F / (2w)] t cos wt 下面验证一下:(按原方程) x' (t) = -[F / (2w)] [cos wt + t(-wsin wt)] = -[F / (2w)] (cos wt - wt sin wt)] x''(t) = -[F / (2w)][-wsin wt - w(sin wt + wtcos wt) ] = -[F / (2w)](-2wsin wt -w^2t cos wt) = [F / (2w)](2w sin wt + w^2t cos wt) w^2x(t) = -[F / (2w)] w^2t cos wt = -[Fw / (2)] t cos wt x''(t) + w^2x(t) = [F / (2w)](2w sin wt + w^2t cos wt) - [Fw / (2)] t cos wt = F sin wt + Fw/2 t cos wt - Fw / 2 t cos wt x'' + w^2x = F sin wt 原方程成立! X( t ) = -[F / (2w)] t cos wt 是原方程的一个特解! 又经验证A、B、C、D,都不是原方程的特解。 请你验证一下是否有误。 实际上,原方程表述的是共振状态,应当想到当t增加时,x(t)振幅迅速增大, 而 t *cos wt,就反映出这种共振的特性。 因此选特解型为:x(t) = At *cos wt,将其代入原方程,可以得到A的值:A = -[F / (2w)] . 你的题很好,谢谢!