常微分方程第5章答案
《常微分方程》 (方道元 著) 课后习题答案 浙江大学出版社
= v0 + at.
dh dt |t=T
=0
2.一个湖泊的水量为V立方米，排入湖泊内含污染物A的污水量为V1 立方米/时，流入湖泊内不含污
0 不得超过 m 5 。试讨论湖泊中污染物A的浓度变化？
解：设污染物A的浓度为P(t),由题意可得 V P (t) + P (t)(V1 + V2 ) = P (0) = 5m
w
ω )e−s ds = y (x)。
4.考虑方程
w
.k
w
其中p(x)和q (x)都是以ω 为周期的连续函数，试证：
(1)若q (x) ≡ 0，则方程(2.4.23)的任一非零解以ω 为周期当且仅当函数p(x)的平均值 p ¯= 1 ω
ω
hd aw
答
dy + a(x)y ≤ 0, (x ≥ 0). dx
−
x 2y
= 0, y (0) = 1;
−2 ，令z = y 2 ，方程两边再乘以因子e−2x ，得到 (1)显然y ≡ 0是方程的解，当y = 0时，方程两边乘以 1 2y
方程的通解为 y = (Ce2x − x 1 2 − ) 4 8
hd aw
1 1
案 网
1.试求下列微分方程的通解或特解： √ dy − 4xy = x2 y ; (1) x dx
w
w
(3) y =
dy dx
1 1−x2 y = 1 + x, x ex + 0 y (t) dt; x4 +y 3 xy 2 ;
(4)
=
(5) 2xydy − (2y 2 − x)dx = 0;
(6) (y ln x − 2)ydx = xdy ;
微分方程数值解第五章答案
第五章1,0,0, (,0)1/2,0,0,0.x u uu x x t x x ⎧<⎪∂∂+==⎨∂∂⎪>⎩1. 对初值问题=2试分别用左偏心格式、LW 格式计算其数值解u , k =1,2,3,4, 取/1/h τ=.k 解: 矩形网格剖分区域. 取空间步长h , 时间步长τ的矩形网格剖分区域, 用节点表示坐标点0,1,2,...;j =±±(,)j k (,)(,)j k x t jh k τ=,0,1,2,3,4.k =0=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂kjk j x u t u （1）左偏心格式：，在t 上用向前差商，x 上用向后差商，得011=−+−−+hu u u u kj k j k jk j τ中国地质大学(北京)廉海荣编 1，因为2/1/=h τ，整理得到k j k j k ju u u 212111+=−+ 把已知条件离散成，则可以根据下一层求上一层的值得到，=1，2，3，4，下图中节点处值即为求出来的值：⎪⎩⎪⎨⎧>=<0,00,2/10,1j j j =0j u k k u k uLW 格式： )2(2)(21122111kj k j k j k j k j k jk ju u u r a u u ar u u−++−−=−+−++ 在本题中,2/1/,1===h r a τ,整理得到：中国地质大学(北京)廉海荣编 2k j k j k j k ju u u u 111814383+−+−+=，同理可根据边值条件，根据下一层求上一层的值得到，k =1，2，3，4，下图中节点处值即为求出来的值：⎪⎩⎪⎨⎧>=<0,00,2/10,1j j j =0j u k u k u0, 0,0x<, u(x,0)=(x), 0x<, u(0,t)=(t), 0. u u a t T t x t T ϕψ∂∂⎧+=<≤<∞⎪∂∂⎪≤∞⎨⎪≤≤⎪⎩中国地质大学(北京)廉海荣编32. 试对初边值问题其中建立以下差分格式 0a >111102k k k k j jj j u u u u ahτ++++−−−+=1,（a ）1111111()222k k k k k kj jj j j j u u u u u u a h hτ++++−+−−−−++（b ）0=. 试分析它们的稳定性。
《常微分方程》第五章练习题
x
y
C1
e3t 2e3t
C2
et 2et
3、满足初值条件的解为
~
(t )
et e t
4、方程组的通解为
x y
C1e2t
4 5
C2e7t
1 1
。
4
5、所求基解矩阵为 (2 e
3t
3)e
3t
e 3t (2 3)r
3t ．
6、 (t )
e3t [E
t(A
3E)]
A1 (t)
A2 (t)
，t
(a,b) .
部分参考答案 一、填空题
1、 (t) (t)C
2、(t) exp[(t t0 )A]
t t0
exp[(t s)A] f (s)ds
3、必要
t t0
1 (s) f
(s)ds
三、计算题
1、
A
4 3
3
4
2、原方程组的通解为
x ' Ax ce mt 有一解形如(t) pemt ，其中 c ， p 是常数向量．
3
4、证明：如果 φ(t) 是方程组 x Ax 满足初始条件 φ(t0 ) η 的解，那么
φ(t) [exp A(t t0 )]η 。
5、证明：如果 Φ(t),Ψ (t) 在区间 a t b 上是 n 阶线性方程组
1、向量
X1
(t)
2et 0
，
X
2
(t)
t 2et et
的伏朗斯基行列式
W (t) =（
）．
A 、0 ； B 、 tet ； C 、2 e t ； D 、2 e2t ．
2、有关矩阵指数 exp A 的性质，以下说法正确的是（ ）
常微分方程第5章答案
x = x x= （*）a)试验证u(t)= ,v(t)= 分别是方程组（*）的满足初始条件u(0)= , v(0)= 的解.b)试验证w(t)＝c u(t)+c v(t)是方程组（*）的满足初始条件w(0)= 的解，其中是任意常数. 解：a) u(0)= =u (t)= = u(t)又v(0)= =v (t)= = = v(t)因此u(t),v(t)分别是给定初值问题的解.b) w(0)= u(0)+ u(0)= + =w (t)= u (t)+ v (t)= +=== w(t)因此w(t)是给定方程初值问题的解.2. 将下面的初值问题化为与之等价的一阶方程组的初值问题：a) x +2x +7tx=e ,x(1)=7, x (1)=-2b) x +x=te ,x(0)=1, x (0)=-1,x (0)=2,x (0)=0c)x(0)=1, x (0)=0,y(0)=0,y (0)=1解：a）令x ＝x, x = x , 得即又x ＝x(1)=7 x (1)= x (1)=-2于是把原初值问题化成了与之等价的一阶方程的初值问题：x ＝x(1)＝其中x＝.b) 令＝x ＝＝＝则得：且(0)=x(0)=1, = (0)=-1, (0)= (0)=2,(0)= (0)=0于是把原初值问题化成了与之等价的一阶方程的初值问题：= x(0)= , 其中x= .c) 令w ＝x，w ＝，w ＝y，w ＝y ，则原初值问题可化为：且即ww(0)= 其中w＝3. 试用逐步逼近法求方程组＝x x＝满足初始条件x(0)=的第三次近似解.解：0241201 杨素玲02412—02 02412—031.试验证=是方程组x = x,x= ，在任何不包含原点的区间a 上的基解矩阵。
解：令的第一列为(t)= ,这时(t)= = (t)故(t)是一个解。
同样如果以(t)表示第二列，我们有(t)= = (t)这样(t)也是一个解。
常微分方程智慧树知到答案章节测试2023年内蒙古民族大学
第一章测试1.下列方程不是常微分方程的是（）A: .B: .C: .D: .答案:D2.下面方程中不是线性微分方程的是（）A: .B:C: .D: .答案:D3.下列微分方程不是驻定的是（）A:B:C:D:答案:C4.下面是微分方程的特解的是（）A: .B: .C: .D:答案:D5.微分方程的阶数是（）.A:1；B:3；C:4.D:2；答案:B6.下列方程中的线性微分方程是（）.A: .B: ；C: ；D: ；答案:D第二章测试1.下列微分方程中，可分离变量的是( )。
A:B:C:D:答案:D2.下列函数中，哪个是微分方程的解( )。
A:y=2xB:y=-xC:y=-2xD:y=x2答案:D3.微分方程的一个特解是( )。
A:B:C:D:答案:C4.满足的特解是( )。
A:B:C:D:答案:C5.方程的通解是( )。
A:B:C:D:答案:B第三章测试1.利用唯一性充分条件，在平面上微分方程有唯一解的区域是（）A:B:C:D: .答案:A2.微分方程的第二次近似解是（）A:B:C:D:答案:D3.按存在唯一解定理，微分方程第一次近似解在区域中的误差估计是（）A:0.375B:0.625C:0.125D:0.325答案:A4.方程存在唯一解的区域是（）A:除了外均存在唯一解B:除了外均存在唯一解C:除了外均存在唯一解D:除了外均存在唯一解答案:D5.方程存在唯一解的区域是以下选项中的（）A:B:C:D:答案:C6.方程的第二次近似解在解的存在区间的误差估计是（）A:B: .C: .D: .答案:A7.李普希兹条件是保证一阶微分方程初值问题解唯一的（）A:充分条件B:不充分不必要条件C:充要条件D:必要条件答案:D8.方程过点共有（）A:二个解B:无数个解C:一个解D:没有解答案:B9.方程组的任何一个解的图象是（）A: 维的B: 维的C: 维的D: 维的答案:B10.连续是保证方程初值唯一的（）A:不充分不必要条件B:必要条件C:充分条件D:充要条件答案:C11.阶线性非齐次微分方程的所有解（）A:不能构成一个线性空间B:构成一个维线性空间C:构成一个维线性空间D:构成一个线性空间答案:A12.利普希茨条件是一阶微分方程存在唯一解的（）条件.A:充分条件B:必要条件C:充分必要条件D:既非充分也非必要条件.答案:A13.函数对是否满足李普希兹条件（）A:满足B:可能不满足C:不满足D:可能满足答案:A14.如果存在常数使得不等式（）对于所有都成立，称为利普希兹常数，函数称为在上关于满足利普希兹条件。
常微分方程知到章节答案智慧树2023年齐鲁师范学院
常微分方程知到章节测试答案智慧树2023年最新齐鲁师范学院第一章测试1.二阶微分方程的含有两个任意常数的解一定是通解。
（）参考答案:错2.满足初值条件的解称为是微分方程的特解。
（）参考答案:对3.一阶微分方程的通解表示平面上的一条曲线。
( )参考答案:错4.不是线性微分方程的方程一定是非线性微分方程。
( )参考答案:对5.函数为任意常数是方程的通解。
( )参考答案:对第二章测试1.一阶非齐次线性微分方程的任意两个解之差必为相应的齐次线性微分方程的解。
（）参考答案:对2.微分方程（）参考答案:二阶线性微分方程3.微分方程的满足的特解为（）参考答案:4.微分方程的通解为（）参考答案:5.若一阶微分方程有积分因子，则积分因子一定是唯一的。
（）参考答案:错第三章测试1.所有的微分方程都可以通过初等积分法求得其通解。
（）参考答案:错2.要求得一阶微分方程的特解，应该给定一个初值条件。
（）参考答案:对3.李普希兹条件是一阶微分方程初值问题解存在唯一的充要条件。
（）参考答案:错4.存在唯一性定理中解的存在区间是唯一的。
（）参考答案:错5.微分方程初值问题的解只要存在就一定唯一。
（）参考答案:错第四章测试1.若函数在区间上线性相关，则在上它们的伏朗斯基行列式。
（）参考答案:错2.如果方程的解在区间上线性无关，则在这个区间的任何点上都不等于零，即（）参考答案:对3.由n阶齐线性方程的n个解构成的伏朗斯基行列式或者恒等于零。
( )参考答案:对4.n阶齐线性方程可以有n+1个线性无关的解。
（）参考答案:错5.是方程的通解。
（）参考答案:对第五章测试1.如果矩阵，维列向量是可微的，则（）参考答案:对2.向量是初值问题在区间上的解。
（）参考答案:对3.设是矩阵，则。
（）参考答案:对4.如果向量函数在区间线性相关，则它们的伏朗斯基行列式，。
( )参考答案:对5.如果，在区间上是的两个基解矩阵，那么，存在一个非奇异常数矩阵，使得在区间上。
常微分方程图文 (5)
第5章 存在和唯一性定理
定理5.1 设初值问题:
d y f (x, y), dx
y(x0 ) y0,
其中f(x,y)在矩形区域
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
R : x x0 a, y y0 b
内连续，而且对y满足李氏条件.则初值问题式(5.1)在区间I= ［x0-h,x0+h］上有且只有一个解，其中常数
h min{a, b }, M max f (x, y).
x sup x : y1(x) y2 (x)
x[ x0 ,x1 ]
显然有 x0 x x1 ，而且
r(x) def y1(x) y2(x) 0 (x x x1)
第5章 存在和唯一性定理
和 r (x) 0 .因此，我们有
r(x) y1(x) y2 (x) f (x, y1(x)) f (x, y2 (x))
u(x) v(x) (x J ).
也就是说，积分方程(5.2)的解是唯一的.
第5章 存在和唯一性定理 定理5.1的证明到此结束. 有了皮卡定理，对于一般微分方程
d y f (x, y), dx
(5.10)
只要能判别函数f(x,y)在某个区域D内连续并且对y有连续的
偏微商（或满足李氏条件），我们就可断言在区域D内经过
注意，李氏条件是Osgood条件的特例，这是因为
F(r)=Lr满足上述要求.
现在，我们把最先由美国数学家Osgood证明的有关解
的一个唯一性定理叙述如下.
第5章 存在和唯一性定理
定理5.2 设f(x,y)在区域G内对y满足Osgood条件，则微 分方程(5.10)在G内经过每一点的解都是唯一的.
证明 假设在G内可以找到一点(x0,y0)使得方程(5.10)有 两个解y=y1(x)和y=y2(x)都经过(x0,y0) 值x1≠x0，使得y1(x1)≠y2(x1).不妨设x1>x0，且y1(x1)>y2(x1). 令
第五章 常微分方程初值问题数值解法
则有
yn 1 yn hf ( xn , yn )
( 5.2 ) Euler格式
例5.1 用Euler格式解初值问题
2x y y y y (0) 1
取步长h=0.1.
(0 x 1)
Euler格式的具体形式为
y n 1 y n hf ( x n , y n ) 2 xn yn 0.1( yn ) yn 0.2 xn 1.1 yn yn
计算公式的精度 常以Taylor展开为工具来分析计算公式的精度. 为简化分析，假定yn是准确的，即在 yn y ( xn ) 的前提下估计误差 y ( xn 1 ) yn 1 Euler格式的局部截断误差 由 从而 局部截断误差
f ( xn , yn ) f ( xn , y ( xn )) y '( xn ) y ( xn 1 ) yn 1 y ( xn 1 ) ( yn hf ( xn , yn )) y ( xn 1 ) y ( xn ) hy '( xn )
y ( xn ), y ( xn 1 ), 的近似值 y1 , y2 , , yn , yn 1 ,
相邻两个节点的间距 h xi 1 xi 称为步长，步 长可以相等，也可以不等.本章总是假定h为定数， 称为定步长，这时节点可表示为
xn x0 nh , n 0,1, 2,
由f ( xn 1 , yn 1 ) f ( xn 1 , y ( xn 1 )) f y ( xn 1 , )( yn 1 y ( xn 1 )) f ( xn 1 , y ( xn 1 )) y '( xn 1 )（在xn点Taylor展开） h2 y '( xn ) hy ''( xn ) y '''( xn ) ... 2 3 2 h h 因此yn 1 y ( xn ) hy '( xn ) y ''( xn ) y '''( xn ) 2 4 h f y ( xn 1 , )( yn 1 y ( xn 1 )) 2 h2 h3 y ( xn 1 ) y ( xn ) hy '( xn ) y ''( xn ) y '''( xn ) 2 3!
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习题1.给定方程组x = x x= （*）a)试验证u(t)= ,v(t)= 分别是方程组（*）的满足初始条件u(0)= , v(0)= 的解.b)试验证w(t)＝c u(t)+c v(t)是方程组（*）的满足初始条件w(0)= 的解，其中是任意常数.解：a) u(0)= =u (t)= = u(t)又 v(0)= =v (t)= = = v(t)因此 u(t),v(t)分别是给定初值问题的解.&b) w(0)= u(0)+ u(0)= + =w (t)= u (t)+ v (t)= +=== w(t)因此 w(t)是给定方程初值问题的解.2. 将下面的初值问题化为与之等价的一阶方程组的初值问题：a) x +2x +7tx=e ,x(1)=7, x (1)=-2b) x +x=te ,x(0)=1, x (0)=-1,x (0)=2,x (0)=0;c)x(0)=1, x (0)=0,y(0)=0,y (0)=1解：a）令 x ＝x, x = x , 得即又 x ＝x(1)=7 x (1)= x (1)=-2于是把原初值问题化成了与之等价的一阶方程的初值问题：x ＝ x(1)＝其中 x＝ .b) 令＝x ＝＝＝则得：/且 (0)=x(0)=1, = (0)=-1, (0)= (0)=2,(0)= (0)=0于是把原初值问题化成了与之等价的一阶方程的初值问题：= x(0)= , 其中 x= .c) 令w ＝x， w ＝，w ＝y，w ＝y ，则原初值问题可化为：且即 ww(0)= 其中 w＝3. 试用逐步逼近法求方程组】＝ x x＝满足初始条件x(0)=的第三次近似解.解：\0241201 杨素玲习题02412—02 02412—031.试验证 =是方程组x = x,x= ，在任何不包含原点的区间a 上的基解矩阵。
解：令的第一列为 (t)= ,这时 (t)= = (t)故 (t)是一个解。
同样如果以 (t)表示第二列，我们有 (t)= = (t)这样 (t)也是一个解。
因此是解矩阵。
又因为det =-t 故是基解矩阵。
2.考虑方程组x =A(t)x 其中A(t)是区间 a 上的连续n n矩阵，它的元素为 a (t),i ,j=1,2,…,na) 如果x (t),x (t),…,x (t)是的任意n个解，那么它们的伏朗斯基行列式W[x (t),x (t),…,x (t)] W(t)满足下面的一阶线性微分方程W =[a (t)+a (t)+…+a (t)]Wb) 解上面的一阶线性微分方程，证明下面公式：W(t)=W(t )e t ,t [a,b]…解：w (t)= + +…+= +…+ = +…+ 整理后原式变为（a +…+a ） =（a +…+a ）w(t)=（a (t)+…+a (t)）w(t)b)由于w (t)=[ a (t)+…+a (t)] w(t),即 =[ a (t)+…+a (t)]dt两边从t 到t积分ln -ln = 即w(t)=w(t )e ,t [a,b]3.设A(t)为区间a 上的连续n n实矩阵，为方程x =A(t)x的基解矩阵，而x= (t)为其一解，试证：a) 对于方程y =-A (t)y的任一解y= (t)必有 (t) (t)=常数；b) (t)为方程y =-A (t)y的基解矩阵的充要条件是存在非奇异的常数矩阵C，使 (t) (t)=C.解a)[ (t) (t)] = (t)+ (t)= (t)+ (t)A(t)。
又因为 =-A (t) (t)，所以 =- (t) A(t)[ (t) (t)] =- (t) (t)A(t)+ (t) A(t) (t)=0,所以对于方程y =-A (t)y的任一解y= (t)必有 (t) (t)=常数b) “”假设为方程y =-A (t)y的基解矩阵，则[ (t) (t)] = [ (t)] + (t) (t)=[- A (t) (t)] + (t) A (t) ) + (t)[ A(t)(t)]=- (t) A (t) + (t) A (t) =0,故 (t) (t)=C“”若存在非奇异常数矩阵C，detc 0,使 (t) (t)=C，则[ (t) (t)] = (t)+ (t)=0，故 (t) (t)=- (t) (t)A(t) (t)=- (t) A(t) 所以 (t)=- (t) A(t), (t)=- (t) A (t)即 (t)为方程y =-A (t)y的基解矩阵4.设为方程x =Ax（A为n n常数矩阵）的标准基解矩阵（即（0）=E），证明:(t )= (t- t )其中t 为某一值.证明：（1） , (t- t )是基解矩阵。
[（2）由于为方程x =Ax的解矩阵，所以 (t )也是x =Ax的解矩阵，而当t= t 时， (t ) (t )=E, (t- t )= （0）=E. 故由解的存在唯一性定理，得 (t )= (t- t )5.设A(t),f(t)分别为在区间a 上连续的n n矩阵和n维列向量，证明方程组x =A(t)x+f(t)存在且最多存在n+1个线性无关解。
证明：设x ,x ,…x 是x =A(t)x的n个线性无关解，是x =A(t)x+f(t)的一个解，则x + , x + ,…, x + , 都是非齐线性方程的解，下面来证明它们线性无关，假设存在不全为零的常数C ,(I=1,2,…,n)使得 +c =0,从而x + , x + ,…, x + , 在a 上线性相关，此与已知矛盾，因此x + , x + ,…, x + , 线性无关，所以方程组x =A(t)x+f(t)存在且最多存在n+1个线性无关解。
6、试证非齐线性微分方程组的叠加原理：的解，则是方程组的解。
证明：（1）（2）！分别将代入（1）和（2）则则令即证7．考虑方程组，其中a)试验证是的基解矩阵；b)试求的满足初始条件的解。
#证明：a)首先验证它是基解矩阵以表示的第一列则故是方程的解如果以表示的第二列我们有故也是方程的解从而是方程的解矩阵又|故是的基解矩阵；b)由常数变易公式可知，方程满足初始条件的解而8、试求，其中满足初始条件的解。
解：由第7题可知的基解矩阵)则若方程满足初始条件则有若则有 9、试求下列方程的通解：a)解：易知对应的齐线性方程的基本解组为这时由公式得通解为~b)解：易知对应的齐线性方程的基本解组为是方程的特征根故方程有形如的根代入得故方程有通解c)—解：易知对应的齐线性方程对应的特征方程为故方程的一个基本解组为因为是对应的齐线性方程的解故也是原方程的一个解故方程的通解为10、给定方程其中f(t)在上连续，试利用常数变易公式，证明：a)如果f(t)在上有界，则上面方程的每一个解在上有界；b)如果当时，，则上面方程的每一个解（当时）。
证明：a) 上有界存在M>0,使得"又是齐线性方程组的基本解组非齐线性方程组的解又对于非齐线性方程组的满足初始条件的解x(t)，都存在固定的常数使得从而故上面方程的每一个解在上有界b) 时，当t>N时《由a)的结论故时，原命题成立11、给定方程组（）这里A(t)是区间上的连续矩阵，设是（）的一个基解矩阵，n维向量函数F(t,x)在，上连续，试证明初值问题：（*）的唯一解是积分方程组（**）的连续解。
反之，（**）的连续解也是初值问题（8）的解。
证明：若是（*）的唯一解则由非齐线性方程组的求解公式<即（*）的解满足（**）反之，若是（**）的解，则有两边对t求导：即（**）的解是（*）的解习题1、假设A是n n矩阵，试证："a) 对任意常数、都有exp( A+ A)=exp A•exp Ab) 对任意整数k,都有(expA) =expkA(当k是负整数时，规定(expA) ＝[(expA) ] )证明：a) ∵（ A）•（ A）＝（ A）•（ A）∴ exp( A+ A)= exp A•exp Ab) k>0时，(expA) ＝expA•expA……expA＝exp（A+A+……+A）-＝expkAk<0时，-k>0(expA) ＝[(expA) ] =[exp(-A)] = exp(-A)•exp(-A)……exp(-A)＝exp[(-A)(-k)]＝expkA故 k，都有(expA) =expkA2、试证：如果是 =Ax满足初始条件＝的解，那么＝[expA(t-t )]:证明：由定理8可知＝Ф(t)Ф-1(t0) ＋Ф(t)又因为Ф(t)= expAt , Ф-1(t0)=( expAt0)-1= exp(-At0), f(s)=0,又因为矩阵（At）•（- At0）=（- At0）•（At）所以＝[expA(t-t )]3、试计算下面矩阵的特征值及对应的特征向量a） b）\c） d）解：a）det（ E－A）= =( －5)( +1)=0∴ =5, =－1对应于 =5的特征向量u= , ( )对应于 =－1的特征向量v= , ( )b) det（ E－A）=( +1)( +2)( －2)＝0∴＝－1，＝2，＝－2.对应于＝－1的特征向量u1＝，（ 0 ）对应于＝2的特征向量u2＝，（）对应于＝－2的特征向量u3＝，（）c）det（ E－A）= ＝( +1)2( －3)＝0∴＝－1（二重），＝3对应于＝－1（二重）的特征向量u＝，（ 0 ）对应于＝3的特征向量v＝ , （）d) det（ E－A）= =( +3)( +1)( +2)=0】∴＝－1，＝－2，＝－3对应于＝－1的特征向量u1＝，（ 0 ）对应于＝－2的特征向量u2＝，（）对应于＝－3的特征向量u3＝，（）4、试求方程组 =Ax的一个基解矩阵，并计算expAt，其中A为：a） b）c） d）解：a）det（ E－A）=0得＝，＝－,对应于的特征向量为u＝，（ 0 ）对应于的特征向量为v＝，（）∴u＝，v＝是对应于，的两个线性无关的特征向量Ф(t)= 是一个基解矩阵ExpAt=b) 由det（ E－A）=0得＝5，＝－1解得u＝，v＝是对应于，的两个线性无关的特征向量则基解矩阵为Ф(t)＝Ф(0)＝Ф－1(0)＝)则expAt＝Ф(t) Ф－1(0)＝c）由det（ E－A）=0得＝2，＝－2，＝－1解得基解矩阵Ф(t)＝Ф－1(0)＝则expAt＝Ф(t) Ф－1(0)＝d）由det（ E－A）=0得＝－3，＝2＋，＝2－解得基解矩阵Ф(t)＝则expAt＝Ф(t) Ф－1(0)＝}5、试求方程组 =Ax的基解矩阵，并求满足初始条件解：a）由第4题（b）知，基解矩阵为所以#b）由第4题（d）知，基解矩阵为Ф(t)＝所以c) 由3（c）可知，矩阵A的特征值为＝3，＝－1（二重）对应的特征向量为u1＝，u2＝∴＝＋解得》＝6、求方程组 =Ax＋f（t）的解：解：a）令 =Ax的基解矩阵为Ф(t)解得Ф(t)＝，则Ф－1(t)＝Ф－1(0)＝求得＝：b）由det（ E－A）=0得＝－1，＝－2，＝－3设对应的特征向量为v1，则（ E－A）v1=0，得v1＝取v1＝，同理可得v2 ＝，v3＝则Ф(t)＝从而解得c）令 =Ax的基解矩阵为Ф(t)[由det（ E－A）=0得＝1，＝2解得对应的基解矩阵为Ф(t)＝∴Ф－1(t)＝从而Ф－1(0)＝∴7、假设m不是矩阵A的特征值。