Материал: 361

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

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= .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Источник: https://studfile.net/preview/16409670/