- •78 Елементи диференціального числення Розділ 1. Математична обробка медико-біологічної інформації
- •Елементи диференціального числення
- •1.1.1.Похідна та диференціал функції
- •Геометричне тлумачення похідної і диференціала
- •Фізичне тлумачення похідної і диференціала
- •1.1.2. Основні правила диференціювання
- •1.1.3. Таблиця похідних основних елементарних функцій
- •1.1.4. Правило диференціювання складної функції
- •1.1.5. Похідні вищого порядку
- •1.1.6. Дослідження функцій на монотонність.Максимуми та мінімуми функцій
- •1.1.7. Випуклість та увігнутість графіка функції.Точки перегину
- •1.1.8. Побудова графіків функцій
- •1.1.9. Практичне заняття
- •1.1.10. Завдання для самостійної роботи
- •Функції декількох змінних
- •1.2.1. Частинні похідні і диференціали функції декількох змінних
- •1.2.2. Повний диференціал
- •1.2.3. Застосування диференціала функції для обчислення похибок
- •Правила визначення похибок
- •1.2.4. Практичне заняття
- •1.2.5. Завдання для самостійної роботи
- •Елементи інтегрального числення
- •1.3.1. Первісна.Невизначений інтеграл
- •1.3.2. Властивості невизначеного інтегралу
- •1.3.3. Таблиця найпростіших інтегралів
- •1.3.4. Основні методи інтегрування
- •1.3.5.Визначений інтеграл
- •1.3.6. Властивості визначеного інтеграла
- •1.3.7. Формула Ньютона–Лейбніца
- •1.3.8. Практичне заняття
- •1.3.9. Завдання для самостійної роботи
- •Елементи теорії Звичайних диференціальних рівнянь
- •1.4.1. Поняття про диференціальні рівняння
- •1.4.2. Лінійні диференціальні рівняння
- •Лінійні диференціальні рівняння першого порядку
- •1.4.3. Диференціальні рівняння зі змінними,що розділяються
- •1.4.4. Лінійні диференціальні рівняння другого порядку з постійними коефіцієнтами
- •1.4.5.Практичне заняття
- •1.4.6. Завдання для самостійної роботи
- •Основи теорії йМовірностей та математичної статистики
- •1.5.1. Класифікація явищ.Частота та ймовірність події
- •1.5.2. Теорема додавання ймовірностей
- •1.5.3. Теорема множення ймовірностей
- •1.5.4. Формула повної ймовірності.Формули Байєса
- •1.5.5. Повторні випробування. Формула Бернуллі
- •1.5.6. Випадкова величина,дискретні та неперервні випадкові величини
- •1.5.7. Інтегральна та диференціальна функції розподілу
- •1.5.8. Основні кількісні характеристики розподілу випадкових величин
- •1.5.9. Основні закони розподілу випадкових величин
- •1.5.10. Кореляційна залежність
- •1.5.11. Практичне заняття
- •1.5.12. Завдання для самостійної роботи
1.4.6. Завдання для самостійної роботи
Знайти загальні розв’язки диференціальних рівнянь:
1. y' = 2y2 |
13. x(1 – y2)dx + y(1 + x2)dy = 0 |
2. y' = 6x5 + 1 |
14. y'ln y = 5xy |
3. xyy' = 0.5 |
15. |
4. xyy' = 1 – x2 |
16. y' tg x = y |
5. xy' = 2y |
17. xyy' = 1 – x |
6. (x + a)dx = xdy |
18. eyy' = 4x3 |
7. y' = – x |
19. |
8. y' = – x/y |
20. |
9. y' = – y/(1 + x) |
21. |
10. |
22. |
11. y' tg x = y |
23. |
12. y' = – y/x |
24. |
Знайти частинні розв’язки диференціальних рівнянь:
(1 + ex) yy' = ex, якщоy =1 при x =0.
y' tg x = y ln y, якщо y = e при x =/4.
sin xdx = – dy, якщо y = e при x = 0.
(x + 1)dy = y dx, якщо y = 8 при x = 1.
y dy – x dx = dx, якщо y = 0 при x = 2.
Швидкість охолодження тіла пропорційна різниці температур тіла і довколишнього середовища. До якої температури охолоджується тіло за 30 хвилин, якщо за 10 хвилин воно охолодилось від 100 до 60оС? Температура довколишнього середовища незмінна.
Знайти закон зменшення маси лікувального препарату в організмі людини, якщо через 1 годину після введення 10 мг препарату його маса зменшиться вдвічі. Вважати, що швидкість розчинення прямо пропорційна до часу.
У логістичній моделі розмноження вважають, що число народжених за одиницю часу (швидкість зростання) пропорційне чисельності популяції. Число померлих (швидкість зменшення) визначається формулою, що має два доданки, один з яких пропорційний чисельності популяції, а другий – квадрату чисельності. Отримайте диференціальне рівняння логістичної моделі розмноження. Розв’яжіть його.
В однокамерній лінійній фармакокінетичній моделі вважається, що зменшення маси рівномірно розподіленого лікарського препарату прямо пропорційне масі цього препарату. Коефіцієнт пропорційності k називають константою елімінації. Записати диференціальне рівняння однокамерної фармакокінетичної моделі і знайти його розв’язок.
Кінетика хімічних реакцій першого порядку описується рівнянням
dx/dt = k (a – x),
де k– константа реакції. Одержати розв’язок за умови: а = 10, k = 0.2.
Тіло рухається з прискоренням а і початковою швидкістю υ0. Отримайте закон руху цього тіла і знайдіть шлях, пройдений за перші 10 хв руху.
Розвиток епідемії описується рівнянням dN/dt = – сN(a + b – N), де N(t) –кількість хворих в момент часу t; с, а, b – константи. Показати, що частинним розв’язком цього рівняння є функція .
Знайти загальні розв’язки рівнянь:
37. y'' – 5y' + 6y = 0 |
45. y'' + 4y' + 13y = 0 |
38. y'' – y = 0 |
46. y'' + 2y' + y = 0 |
39. y'' – y' = 0 |
47. y'' – 4y' + 2y = 0 |
40. y'' + y = 0 |
48. y'' – hy' = 0 (h 0) |
41. y'' – 2y' + 2y = 0 |
49. (y' – y)/y'' = 3 |
42. y'' + 49y = 0 |
50. y'' + 2y = 0 |
43. y'' – 4y + 10 = 0 |
51. y'' + 2y' + 5 = 0 |
44. y'' + 3 |
52. y'' – 4y' + 4y = 0 |