f(x)=e−xcos2x
5(eπ−1)1
特征方程为 r2+2r+5=0,根为 r=−1±2i,所以通解为
求导得
代入初值,C1=1、−C1+2C2=−1,解得 C2=0,故 f(x)=e−xcos2x。此时 f′=e−x(−cos2x−2sin2x),f′′=e−x(−3cos2x+4sin2x),代回方程确为零,且两初值均满足。
先求原函数。记 I=∫e−xcos2xdx、J=∫e−xsin2xdx,略去积分常数,两次分部积分给出
代入消去 J,得 5I=e−x(2sin2x−cos2x)。因此一个原函数为 F(x)=5e−x(2sin2x−cos2x)。由于 ∣f(x)∣≤e−x,而 ∫nπ∞e−xdx<∞,每个 an 都是绝对收敛的反常积分。F(x)→0,且 sin2nπ=0、cos2nπ=1,故
这是首项 5e−π、公比 q=e−π∈(0,1) 的等比数列,于是