二階線性方程:非齊次

試解猜測(trial-solution guess)

當你使用待定係數法時,一切都取決於寫下正確的試探形狀。試解就是那個有根據的初步猜測:一個特解的範本,與外力的形式相符但把常數留作未知,等待解出。好的試解已經成功一半;形狀錯了,後面所有的代數都白費。

經驗法則是模仿 g(x),但要包含 g(x) 的導數所能產生的一切。對 n 次多項式,用完整的 n 次多項式(含所有低次項)。對 e^(kx),用 A e^(kx)。對 cos(wx) 或 sin(wx),永遠同時包含兩者:A cos(wx) + B sin(wx),因為微分其一會產生另一個。對乘積如 x e^(kx),用 (A x + B) e^(kx);對 e^(kx) cos(wx),用 e^(kx) (A cos(wx) + B sin(wx))。簡言之,寫下 g 及其所有導數所在的函數族,每個獨立部分配一個待定係數。

在代入之前有一個必做的安全檢查:把你的試解與餘解 y_c 比對。若你的猜測中有任何一項已經是齊次解,照原樣寫的試解就無法成立——代入後左邊得零,永遠匹配不到 g——你必須先套用修正規則(把出問題的那一項乘以 x,重根則乘以 x^2)。養成這個檢查的習慣,此法幾乎不會讓你意外。

對 g(x) = x e^(2x) sin(x),試解必須涵蓋導數所及的整個函數族:y_p = e^(2x) [ (Ax + B) cos(x) + (Cx + D) sin(x) ],四個待定係數 A、B、C、D。

匹配外力以及其導數所能生成的一切,每個部分配一個常數。

正弦外力仍然要求猜測中有餘弦項(反之亦然);漏掉搭檔,是一個本來正確的方法卻「無解」最常見的原因。

又称
trial functionansatzy_p guess試探解猜測解