Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

математика 1874

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
07.02.2016
Размер:
530.12 Кб
Скачать

41

7.

xy′ − y = xtg

 

y

 

 

 

 

x

 

 

 

8.

xy′ − y = (x + y)ln

x + y

 

 

x

 

 

 

 

 

 

9.

xy′ = 3 x2 + y2 + y

 

10.

xy′ = y cos ln

y

 

x

 

 

 

Завдання 4. Зясувати тип диференціального рівняння. Знайти частинний розвязок.

1.ydx + 2( xy x)dy = 0, y(1) = 1

 

 

y

 

 

y

, y(1) = 0

 

 

 

 

 

2.

y′ = e x +

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

+ y+x , y(1) = 1

3.

 

 

xy′ = xe x

4.

xdy =

 

+

 

x

2

+ y

2

 

 

y

 

 

 

dx, y(1) = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.y′ = y ln y , y(e) = 1

xx

6.xydy y2dx = (x + y)2 dx, y(1) = 1

7.(y 2 2xy)dx + x2dy = 0, y(1) = 2

8.2x3 y′ = y(2x2 y2 )dx, y(1) = 1

9.xy(ln y ln x) = y, y(e) = 1

10. 2y′ =

y

2

+ 8

y

+ 8, y(1) = 1

x

2

 

 

 

x

42

Завдання 5. Зясувати тип диференціального рівняння 1-го порядку. Знайти загальний розвязок.

1.

y′ + y = 3x

2.

y′ + y = ln(ex + 1)

 

 

 

 

 

x

3

4.

 

 

 

 

2

x

3

y′ −

 

 

 

 

 

y = (x2 + 1) 2

 

y′ + ytgx

= sin

 

 

x

2 +

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

5.

y′ − ctgx y = sin3 x

6.

y′ +

y

 

= sin 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

x + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

y′ +

 

 

y

= ln 5x

8.

y′ + y

= arcsin x

 

 

+ x

 

3

 

 

 

 

 

x 1

1x2

9.

y′ +

y

= arctgx

10.

y′ − ytgx

= sin 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

Завдання 6. Зясувати тип диференціального рівняння. Знайти частинний розвязок.

1.y′ − 3y = e2x , y(0) = 0

2.y′ − 1 y = x2 , y(1) = 0,5 x

3.

y′ +

1

 

y = e x2 , y(1) =

e

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

2

 

4.

y′ +

1

 

y =

1

 

, y(1) = ln 2

 

 

x2 + 1

 

 

 

x

 

 

 

5.

y′ + 1 y =

1

 

, y(1) = 2

 

 

 

x

1x2

6.

y′ −

1

y = ln x , y(1) = 5

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

7.

y′ −

1

y = x sin x , y(π ) = 0

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

8.

y′ −

1

y = x3 + 2 , y(1) =

1

 

 

 

 

 

x

3

 

9.

y′ −

1

y = xtgx , y(π ) = π

 

 

 

x

 

 

 

10.

y′ − 1 y = 2x2

x2 + 5 , y(2) = 36

 

 

x

 

 

 

Завдання 7. Зясувати тип диференціального рівняння 1-го порядку. Знайти загальний розвязок.

1.

y′ +

y

 

= −

1

(x + 1)3 y3

 

4xy′ − y = −

1

 

 

 

2.

 

 

 

 

2

y3

 

 

x + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

yy′ − 4x y2 = 0

4.

(y ln x 2)ydx = xdy

5.

xy′ + y

= 2y

2

ln x

6.

 

y′ + 2y = 2 y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x cos2 x

7.

y′ − 8x y =

 

4xy

8.

 

dy

+

y

= − xy2

 

 

 

 

 

x2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx x

9.

y′ + 4xy = 2xe

x

2

10.

 

y′ + 4x3 y = 4 y2e4x (1 x3 )

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

Завдання 8. Зясувати тип диференціального рівняння. Знайти частинний розвязок.

1.

2(y′ + xy) = (x 1)ex y2 , y(0) = 2

2.

2(xy′ + y) = y2 ln x, y(1) = 2

3.

y′ − xy + y3ex2 = 0, y(0) =

1

 

 

 

2

 

4.

y′ + xy = x3 y3 , y(0) = 1

5.

y y′ = y2 (1sin x), y(0) = 1

6.

y′ − 2y y3 = 0, y(0) = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44

7.

yy′ +

1

y 2 = sin x,

 

y(0) = 1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

8.

y′ + 4x3 y = 4(x3 + 1)e4x y2 , y(0) = 1

9.

y′ − ytgx = −

2

y4 sin x, y(0) = 1

 

 

3

 

 

 

 

10.

y′ = y ctgx +

y3

 

,

y(0) = 1

 

 

 

 

 

 

sin x

 

 

Завдання 9. Зясувати тип диференціального рівняння 1-го порядку. Знайти загальний розвязок.

1.

2xdx

+

y

2

3x

2

dy = 0

 

 

 

 

 

 

 

y4

 

 

y3

 

 

 

2.(y3 2xy)dx + (3xy2 x2 )dy = 0

3.x(x + 2y)dx + (x2 y2 )dy = 0

4.(x2 + 2xy + 4)dx + (x2 + y2 4)dy = 0

5.(2xy + 2y2 9x2 )dx + (x2 + 4xy)dy = 0

6.(x2 4xy 2y 2 )dx + (y 2 4xy 2x2 )dy = 0

7.(3x2 y2 + 7)dx + 2x3 ydy = 0

8.(e y + yex + 3)dx = (2 xe y ex )dy

9.(3x2 + 6xy2 )dx + (6x2 y + 4y3 )dy = 0

10.(2x + yexy )dx + (1+ xe xy )dy = 0

Завдання 10. Розвязати задачу

1. Крива проходить через точку М (0; 2). Кутовий коефіцієнт дотичної, в будь-якій точці кривої, дорівнює ординаті цієї точки, збільшеної в 3 рази. Знайти рівняння кривої.

45

2.Крива проходить через точку А (4; 1). Відрізок, який дотична в будь-якій точці кривої відтинає на осі ординат, дорівнює квадрату абсциси точки дотику. Знайти рівняння кривої.

3.Крива проходить через точку В (2; 3). Довжина перпендикуляра, який опущений із початку координат на будь-яку дотичну до кривої, дорівнює абсцисі точки дотику. Знайти рівняння кривої.

4.Крива проходить через точку D (0; 4). Довжина відрізка, який відтинає на осі ординат нормаль, що проведена в будь-якій точці кривої, дорівнює відстані від цієї точки до початку координат. Знайти рівняння кривої.

5.Крива проходить через точку С (2; 5). Кутовий коефіцієнт дотичної в будь-якій точці кривої в 8 раз більше кутового коефіцієнта

прямої, яка зєднує цю точку, з початком координат. Знайти рівняння кривої.

6.Крива проходить через точку D (9; -4). Відрізок, який дотична в будь-якій точці кривої відтинає на осі ординат, дорівнює половині суми координат цієї точки. Знайти рівняння кривої.

7.Крива проходить через точку М (0; 5). Кутовий коефіцієнт дотичної в будь-якій точці кривої дорівнює ординаті цієї точки, збільшеної в 7 разів. Знайти рівняння кривої.

8.Крива проходить через точку А (-2; 5). Відрізок, який дотична в будь-якій точці кривої відтинає на осі ординат, дорівнює квадрату абсциси цієї точки. Знайти рівняння кривої.

9.Крива проходить через точку В (-4; 1). Довжина перпендикуляра, який опущений із початку координат на будь-яку дотичну до кривої, дорівнює абсцисі точки дотику. Знайти рівняння кривої.

10.Крива проходить через точку D (0; -8). Довжина відрізка, який відтинає на осі ординат нормаль, що проведена в будь-якій точці кривої, дорівнює відстані від цієї точки до початку координат. Знайти рівняння кривої.

Завдання 11. Розвязати диференціальне рівняння 2-го порядку.

1.

xy′′ = 2

2.

y′′ = sin2 x cos x

 

 

 

 

46

 

 

 

 

3.

y′′ = ln 2x

4.

y′′ = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

5.

y′′ =

ln x

 

6.

y′′ =

3

sin 2x cos x

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

2

 

 

7.

y′′ = xe x

8.

y′′ = x ln x

9.

y′′ sin 2x = sin 4x

10.

y′′ = sin 2x + ex

Завдання 12. Розвязати диференціальне рівняння, яке допускає зниження порядку.

1.

2xyy′′ = y2 1

2.

y′′ctg3x = −6y

3.

y′′ = 2(y′ − 1)ctgx

4.

xy′′ + y′ = 1

 

 

 

 

 

x

5.

y′′ − 2yctg2x = 2ctg2x

6.

(1x2 )y′′ − 2xy′ + 2 = 0

7.

 

2x

8.

x2 y′′ = (y)2

 

y′′ −

 

y′ = 0

 

 

9.

x2 + 1

10.

(1+ sin x)y′′ = ycos x

x3 y′′ + x2 y′ = x

Завдання 13. Розвязати диференціальне рівняння, яке допускає зниження порядку.

1.

(1+ x2 )y′′ + 2xy′ = 2x3 , y(0) = 0, y(0) = 1

2.

y′′ −

 

2xy

+

 

2

= 0 , y(0) = 1, y(0) = 1

 

 

 

 

1x2

 

1x2

 

3.

y′′ −

 

y

 

= x , y(1) = 2, y(1) = 0

 

 

 

 

 

x

 

 

 

4.

xy′′ − y′ = x2ex , y(0) = −1, y(0) = 0

5.

y′′ +

y

= x , y(1) = y(1) = 1

 

 

 

 

x

 

 

 

47

6.xy′′ ln x = y, y(e) = y(e) = 1

7.y′′ + ytgx = sin 2x , y(0) = 0, y(0) = −1

8.

π

 

π

 

= 2

y′′ − yctgx = sin 2x , y

2

 

= 1, y

2

 

 

 

 

 

 

 

9.x3 y′′ + x2 y′ = 1 , y(1) = 1, y(1) = 1

10.(1+ x2 )y′′ + 2xy′ + 2 = 0 , y(0) = y(0) = 1

Завдання 14. Розвязати диференціальне рівняння, яке допускає зниження порядку.

1.

y′′ + 32 sin y cos3 y = 0,

2.

y′′ − 36e6 y = 0,

y(0) = 0, y(0) = 4

y(0) = 0, y(0) = 1

 

 

3.

y′′ = y53 , y(0) = 1, y(0) = 1 4.

y 4 y3 y′′ = 1,

 

y′′ = 2e4 y , y(0) = 0, y(0) = 1

 

y(0) = 1, y(0) = 1

5.

6.

3yy′′ = e y ,

 

 

y(3) = 0, y(3) = 1

 

 

 

 

7.

y′′ =

1 , y(0) = y(0) = 0

8.

yy′′ + (y)2 = 2,

 

 

2 y

 

y(0) = 1, y(0) = 1

9.

yy′′ − 4 = − y2 ,

10.

y′′ = 32y3 ,

y(0) = 1, y(0) = 3

y(4) = 1, y(4) = 4

 

 

Завдання 15. Розвязати диференціальне рівняння, яке допускає зниження порядку.

1.

yy′′ − y2 + y3 = 0

2.

y2 yy′′ = 0

3.

y′′(2y + 3)2y2 = 0

4.

(y)2 yy′′ = 0

5.

yy′′ + y2 y3 = 0

6.

4y3 y′′ = y4 1

48

7.

yy′′ − (y)2

= 2

8.

y′′ =

1

 

 

 

(y)2

 

 

 

 

 

9.

y′′ = 1+ y2

10.

2yy′′ = (y)2

 

 

 

 

 

Завдання 16. Знайти розвязок лінійного однорідного диференціального рівняння.

1.а) б) в)

2.а)

б)

в)

3.а) б) в)

4.а) б) в)

5.а) б) в)

6.а) б)

в)

7.а) б)

y′′ + 3y′ = 0 ;

y′′ + 4y′ + 29y = 0, y(0) = 0, y(0) = 15; y′′ + 4y′ + 4y = 0 ;

y′′ + 10y′ + 25y = 0 ;

 

π

 

π

 

= 1;

y′′ + 6y′ + 13y = 0, y

= 0, y

 

2

 

2

 

 

y′′ − 5y′ + 6y = 0 ;

 

 

 

 

 

y′′ + 7 y′ + 6y = 0 ;

 

 

 

 

 

y′′ + 4y′ = 0, y(0) = 7, y(0) = 8 ;

 

 

 

9y′′ + 6y′ + y = 0 ;

 

 

 

 

 

y′′ − 2y′ − 2y = 0 ;

 

 

 

 

 

y′′ − 2y′ + 3y = 0, y(0) = 1, y(0) = 3;

 

25y′′ + 10y′ + y = 0 ;

 

 

 

 

 

3y′′ − 2y′ − 8y = 0 ;

 

 

 

 

 

y′′ − 2y′ + 2y = 0, y(0) = 0, y(0) = 1 ;

 

y′′ − 16y′ + 64y = 0 ;

 

 

 

 

 

9y′′ − y′ − 2y = 0 ;

 

 

 

 

 

π

 

π

 

 

 

y′′ + y = 0, y = 1, y′ = 0 ;

 

 

 

2

 

2

 

 

 

4y′′ − 4y′ + y = 0 ; y′′ + 6y′ + 9y = 0 ;

y′′ + 4y′ = 0, y(0) = 7, y(0) = 8 ;

49

в) 2y′′ + 2y′ + y = 0 ;

8.а) y′′ − 4y′ + 13y = 0 ;

б)

y′′ + y = 0, y(0) = 2, y(0) = 0 ;

в)

4y′′ + 20y′ + 25y = 0

9.а) 4y′′ − 8y′ + 5y = 0 ;

 

б)

y′′ − 5y′ + 6y = 0, y(0) = 1, y(0) = 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

9y′′ + 12y′ + 4y = 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

а)

y′′ + 18y′ + 81y = 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

y′′ + 2y′ + 10y = 0, y(0) = 2, y(0) = 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

2y′′ − 3y′ = 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Завдання 17. Розвязати ЛНДР методом варіації довільних сталих.

1.

 

y′′ +

4y =

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2.

y′′ − y =

2e

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

y′′ −

y′ =

1

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

y′′ + 2y′ +

2y =

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ex

+ 1

 

 

 

 

 

e x sin x

5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y′′ + 4y′ + 4y = e2x ln x

y′′ + y = tg 2 x

 

 

 

 

7.

 

y′′ − 2y′ + y =

e

x

 

8.

y′′ + 3y′ +

2y =

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ex

+ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

 

y′′ + y =

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

y′′ + 2y′ + y =

ex

 

 

 

 

 

sin x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

Завдання 18. Знайти загальний розвязок ЛНДР.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

y′′ + 3y′ = 3xe3x

 

 

 

 

2.

y′′ + 7 y′ + 12y = 24x2 + 16x 15

3.

y′′ + y′ − 6y = − x2

29

4.

y′′ − 2y′ + y = x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

5.

y′′ − 10y′ + 25y = e5x

6.

y′′ + y′ + y = (x + x2 )ex

7.

y′′ − 7 y′ = (x 1)2

8.

4y′′ − y = x3 24x

9.

y′′ + 5y′ − 14y =

10.

y′′ − y′ = 6x2 + 3x

 

= e2x (2x2 3x + 1)

 

 

Завдання 19. Знайти загальний розвязок ЛНДР.

1.y′′ − 4y = 4(sin 2x + cos 2x)

2.y′′ − 16y = −24 sin 4x

3.y′′ − 8y′ + 12y = −65cos 4x

4.y′′ − 4y′ = 3cos 4x 2sin 4x

5.y′′ − 25y = cos 5x

6.y′′ − 4y = 2cos2 x 1

7.y′′ − y = sin x cos x

8.y′′ + 2y′ + 5y = 4 sin x + 22cos x

9.y′′ + 2y′ + y = 2cos x

10.y′′ + y = 2cos 4x + 3sin 4x

Завдання 20. Знайти частинний розв`язок ЛНДР.

1.

y′′ − 4y′ + 5y = 2x2e x , y(0)= 2, y(0)= 3

2.

y′′ − 2y′ = e x (x2 + x 3), y(0)= y(0)= 2

3.

y′′ + 6y′ + 9y = 10xe3x , y(0) = y(0) = 0

4.

y′′ − 5y′ + 6y = (12x 7)ex , y(0)= y(0)= 0

5.

y′′ − 2y′ = e x (x2 + x 3), y(0)= y(0)= 2

6.

y′′ + 9y = 6e3x , y(0)= y(0)= 0

7.

y′′ − y′ = −2x , y(0)= 0, y(0)= 1

8.

y′′ + 6y′ + 9y = 9xe3x , y(0)= 2, y(0)= 1