$$ \ddd{^4y}{x^4} $$$$ - $$$$ 2 $$$$ \ddd{^3y}{x^3} $$$$ + $$$$ 2 $$$$ \ddd{^2y}{x^2} $$$$ - $$$$ 2 $$$$ \ddd{y}{x} $$$$ + $$$$ y $$$$ = $$$$ e^{2x} $$ EditToHeaderToFooter

固有値が重根1つ、虚根2つ、非同次形 EditToHeaderToFooter

    $$ \ddd{^4y}{x^4} $$$$ - $$$$ 2 $$$$ \ddd{^3y}{x^3} $$$$ + $$$$ 2 $$$$ \ddd{^2y}{x^2} $$$$ - $$$$ 2 $$$$ \ddd{y}{x} $$$$ + $$$$ y $$$$ = $$$$ e^{2x} $$

$$ \bigg( $$$$ \ddd{^4}{x^4} $$$$ - $$$$ 2 $$$$ \ddd{^3}{x^3} $$$$ + $$$$ 2 $$$$ \ddd{^2}{x^2} $$$$ - $$$$ 2 $$$$ \ddd{}{x} $$$$ + $$$$ 1 $$$$ \bigg) $$$$ y = $$$$ e^{2x} $$

式1: 線形常微分演算子化

⇔    $$ \bigg( $$$$ \ddd{}{x} $$$$ - $$$$ 1 $$$$ \bigg)\;\;\bigg( $$$$ \ddd{}{x} $$$$ - $$$$ 1 $$$$ \bigg)\;\;\bigg( $$$$ \ddd{}{x} $$$$ - $$$$ \:i $$$$ \bigg)\;\;\bigg( $$$$ \ddd{}{x} $$$$ + $$$$ \:i $$$$ \bigg) $$$$ $$$$ y = $$$$ e^{2x} $$

式2: 線形常微分演算子の因数分解

$$ y = $$$$ \bigg( $$$$ \ddd{}{x} $$$$ + $$$$ \:i $$$$ \bigg)^{\!-1}\!\bigg( $$$$ \ddd{}{x} $$$$ - $$$$ \:i $$$$ \bigg)^{\!-1}\!\bigg( $$$$ \ddd{}{x} $$$$ - $$$$ 1 $$$$ \bigg)^{\!-1}\!\bigg( $$$$ \ddd{}{x} $$$$ - $$$$ 1 $$$$ \bigg)^{\!-1} $$$$ e^{2x} $$

式3: 逆演算子表記

$$ y = $$$$ \bigg( $$$$ e^{\:ix} \!\!\!\int\!\! e^{-\:ix} $$$$ \bigg)\;\;\bigg( $$$$ e^{-\:ix} \!\!\!\int\!\! e^{\:ix} $$$$ \bigg)\;\;\bigg( $$$$ e^{-x} \!\!\int\! e^{x}\, $$$$ \bigg)\;\;\bigg( $$$$ e^{-x} \!\!\int\! e^{x}\, $$$$ \bigg) $$$$ $$$$ e^{2x} $$$$ dx^4 $$

式4: 逆演算子を積分に置換*1

$$ y = $$$$ e^{\:ix} $$$$ \cdot \!\!\int\!\! e^{-2\:ix} $$$$ \cdot \!\!\int\!\! e^{\:ix-x} $$$$ \cdot \!\!\int\!\! \cdot \!\!\int\! e^{3x} $$$$ dx^4 $$

式5: 4回の逐次積分

以下からは具体的な積分計算が始まる。

*1 1階線形常微分方程式の解を利用:$$ \ddd{y}{x} $$$$ + $$$$ k $$$$ y $$$$ = $$$$ h $$$$ y $$$$ = $$$$ e^{-kx} $$$$ \int $$$$ e^{-kx} $$$$ h $$$$ dx $$
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