设函数满足方程,其中。
- (1) 证明反常积分收敛;
- (2) 若,求的值。
。
特征方程为 。由 ,有 ,所以两个相异实根
满足 。因此 。对任意 ,
由于两根均为负数, 时两个指数均趋于零,上式极限为 ,是有限数,故反常积分收敛。
特征根 、 满足 ,通解为 。当 时,
而 ,由比较判别法,原反常积分绝对收敛,从而收敛。
(1)由第一问,,故 ;又 ,所以 。
(2)先在有限区间 对方程逐项积分,利用牛顿–莱布尼茨公式得到
令 ,代入 ,得 。因 ,所求积分为 。
(3)用第一问的积分表达式核对。初值给出 、,韦达定理给出 、,因此