11
№ 8. Проверить, что заданная функция 6= · B 2 16 является общим решением дифференциального уравнения
2 1 ′′ ′ 1, и найти частное решение этого уравнения, удовлетворяющее условию 0 5, ′ 0 1.
№ 9. Дано дифференциальное уравнение: ′′ 4 12. Опреде-
лить порядок этого дифференциального уравнения; проверить, что заданная функция 6= sin 2 6 cos 2 3 является общим ре-
шением этого уравнения, и найти частное решение этого уравнения, удовлетворяющее условию 0 0, ′ 0 1.
№ 10. Дано дифференциальное уравнение: ′′ 12 4. Определить порядок этого дифференциального уравнения; проверить, что заданная функция 2 2 6= 6 является общим решением этого уравнения, и найти частное решение этого уравнения, удовлетворяющее условию 1 3, ′ 1 0.
Задания для контроля знаний
№ 11. Дано дифференциальное уравнение: ′ . Определить, какая из указанных функций является общим решением этого
уравнения: |
6 1; |
б) 6 1; |
а) |
||
в) |
26 6; |
г) C 6. |
Найти частное решение этого уравнения, удовлетворяющее усло-
вию 0 2.
№ 12. Дано дифференциальное уравнение: ′ 2 6. Опреде-
лить, какая из указанных функций является общим решением этого уравнения:
а) 6 1; |
б) 26 6 2; |
в) 26 C 3; |
г) 6 C 3. |
Найти частное решение этого уравнения, удовлетворяющее усло-
вию 0 2.
№ 13. Дано дифференциальное уравнение: ′ 2 0. Опреде-
лить, какая из указанных функций является общим решением этого уравнения:
а) 6; |
б) 26 ; |
в) 6 C?; |
г) 6 ?. |
Найти частное решение этого уравнения, удовлетворяющее усло-
вию 0 2.
12
№ 14. Дано дифференциальное уравнение: ′ 4 0. Опреде-
лить, какая из указанных функций является общим решением этого уравнения:
а) 6; |
б) 26 ; |
в) 6 C?; |
г) 6 ?. |
Найти частное решение этого уравнения, удовлетворяющее усло-
вию 0 2.
№ 15. Дано дифференциальное уравнение: ′′ ′ 1. Опреде-
лить, какая из указанных функций является общим решением этого уравнения:
а) 6= 6 ; |
б) 6= 6 ; |
в) 6= 6 C 1; |
г) 6= 6 C 3. |
Найти частное решение этого уравнения, удовлетворяющее усло-
вию 0 2, ′ 0 0.
№ 16. Дано дифференциальное уравнение: ′ 3 sin 3. Оп-
ределить, какая из указанных функций является общим решением этого уравнения:
а) 6 EFG ; |
б) 6 cos 3; |
в) 6 C GHI ; |
г) 6 cos 3. |
Найти частное решение этого уравнения, удовлетворяющее усло-
вию 0 1.
№ 17. Дано дифференциальное уравнение: ′ 0. Опреде-
лить, какая из указанных функций является общим решением этого уравнения:
а) C 6; |
б) 26 ; |
в) 6 C?; |
г) 6 ?. |
Найти частное решение этого уравнения, удовлетворяющее усло-
вию 1 2.
№ 18. Дано дифференциальное уравнение: ′ 0. Опреде-
лить, какая из указанных функций является общим решением этого уравнения:
а) 6 CJ; |
б) 6 ; |
в) 6 C; |
г) 6 ?. |
Найти частное решение этого уравнения, удовлетворяющее усло-
вию 1 2.
13
№ 19. Дано дифференциальное уравнение: ′ 2 5 sin . Оп-
ределить, какая из указанных функций является общим решением этого уравнения:
а) 6 5 sin 2 cos ; |
б) 26 sin 2; |
в) 6 C 2 sin cos ; |
г) C 6 sin . |
Найти частное решение этого уравнения, удовлетворяющее усло-
вию 0 3.
№ 20. Дано дифференциальное уравнение: 0.
Определить, какая из указанных функций является общим решением этого уравнения:
а) 6 1 ?; |
б) 6 ln 2; |
в) 6 6 ; |
г) 6 ln . |
Найти частное решение этого уравнения, удовлетворяющее усло-
вию 1 5.
§ 2. Простейшие дифференциальные уравнения
Простейшим дифференциальным уравнением называется диф-
ференциальное уравнение вида:
′ .
Задача нахождения всех функций , удовлетворяющих данному условию, уже встречалась в курсе интегрального исчисления, и
мы знаем, что общим решением данного дифференциального уравнения является первообразная функции , т.е. L .
Пример 3. Найти общее решение дифференциального уравнения:
′ sin .
Решение. Применив правила интегрирования и известные инте-
гралы элементарных функций, получим:
M sin M cos 4@ 6,
где 6 – произвольная константа.
Ответ: cos @N 6.
Пример 4. Найти общее решение дифференциального уравнения:
′ sin .
14 |
|
L |
|
|
sin |
|
|
|
|
|
|
Решение. Имеем |
|
|
|
. Для вычисления интегра- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
ла сделаем замену переменной: |
O |
, |
тогда |
O 3 , |
|||||||
= O, и, следовательно: |
|
|
|
|
|
|
1 cos O 6 |
1 cos 6. |
|||
M sin |
1 M sin O O |
||||||||||
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
3 |
Ответ: = cos 6. |
|
|
|
|
|
|
|
0 1. |
|||
Пример 5. Решить задачу Коши: ′ 2 3 , |
|||||||||||
Решение. Применив формулу интегрирования по частям: |
|||||||||||
|
M P Q PQ M Q P, |
|
|
||||||||
взяв P 2 3, Q (отсюда P 2, Q L = ), |
|||||||||||
получим: |
|
|
|
|
1 2 3 |
2 M |
|||||
M 2 3 |
|||||||||||
1 |
|
2 |
|
|
3 |
|
|
1 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
6 11 6. |
|||||
3 2 3 9 6 |
9 |
||||||||||
Подставив начальное условие 0 1, найдем значение кон- |
|||||||||||
станты 6: |
0 |
11 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
9 6 1, |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 9 . |
|
|
|
|
|
||||
Ответ: = 6 11 . |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Задания для самостоятельного решения |
|||||
|
Найти общее решение дифференциального уравнения: |
|||||||
№ 21. ′ |
4 cos |
|
; |
|
||||
? |
|
|||||||
№ 22. ′ |
|
√3 2 C? |
; |
|||||
№ 23. |
′ |
3 sin 2 · cos 2; |
||||||
№ 24. |
|
′ |
|
JC@ T= |
; |
|
|
|
|
? |
|
|
|
||||
№ 25. |
′ |
|
3 5 ; |
|
||||
№ 26. |
′ |
sin . |
|
|||||
15
№ 27. ′ |
|
|
|
|
|
|
Решить задачу Коши: |
|
||||||||||||||
4UC, 3 |
1; |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
№ 28. ′ |
4 cos 1 2 , V=W 0; |
|
||||||||||||||||||||
№ 29. |
|
|
√3 |
2 |
|
|
1 |
; |
|
|
|
|
||||||||||
|
′ |
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
№ 30. |
′ |
|
?C C= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
, 1 1. |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
Задания для контроля знаний |
|||||||||||||||||
Найти общее решение дифференциального уравнения: |
||||||||||||||||||||||
№ 31. ′ |
4 sin 3 |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
№ 32. ′ |
4 sin 2; |
YCZJT C= |
|
|
|
|
||||||||||||||||
№ 33. |
′ |
|
|
|
X |
|
; |
|
|
|||||||||||||
|
21 cos |
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
||||||||||||
№ 34. ′ |
4 sin 3 |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ 35. ′ |
4 sin 3 |
[ |
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
№ 36. |
|
ln 3 |
√3 1 2; |
|
|
|
|
|||||||||||||||
№ 37. |
′ |
C= |
J√3 |
5; |
|
|
|
|
||||||||||||||
№ 38. |
′ |
· ?T |
5 cos 4; |
|
|
|
|
|||||||||||||||
№ 39. |
′ |
|
3 1 ; |
|
|
√2 7 |
|
|||||||||||||||
№ 40. |
|
|
|
2 1 |
|
sin |
|
1 |
|
; |
||||||||||||
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
] |
|||||||
№ 41. |
′ |
1 sin 3 ; |
|
|
|
|
||||||||||||||||
№ 42. |
′ |
· |
J |
|
3 2; |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
√ |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
№ 43. |
′ |
|
GHI |
√3 1; |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
EFGN |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
№ 44. ′ |
sin 2 · |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
№ 45. |
′ |
|
?C T= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
JC?T CZ J; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
№ 46. ′ |
cos · C=; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
№ 47. |
′ |
1 3 5 · cos 4; |
|
|
|
|
||||||||||||||||
№ 48. |
′ |
|
?C T |
sin 3; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
J |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
′ |
|
J |
√ |
? |
TZ ^I C |
|
|
|
|
|
||||||||||
№ 49. |
|
^I |
C^I |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|||||||
№ 50. |
′ |
|
GHIZ √C=T= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
√C= . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||