От противного докажите.
Пусть существует контрпример к линейности

, то есть

Можно подобрать такие константы

и найти два решения диффура

и

, такие что ... (доделайте)
И ещё вам остаётся самостоятельно подумать, что делать, если такие

подобрать нельзя, потому что какие-то производные

равны нулю в точке

. Это тоже несложно.