математика 1874
.pdf41
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. З′ясувати тип диференціального рівняння. Знайти частинний розв′язок.
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. З′ясувати тип диференціального рівняння 1-го порядку. Знайти загальний розв′язок.
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 |
1− x2 |
||||||
9. |
y′ + |
y |
= arctgx |
10. |
y′ − ytgx |
= sin 2x |
||||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x
Завдання 6. З′ясувати тип диференціального рівняння. Знайти частинний розв′язок.
1.y′ − 3y = e−2x , 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 |
1− x2 |
||||||
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. З′ясувати тип диференціального рівняння 1-го порядку. Знайти загальний розв′язок.
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. З′ясувати тип диференціального рівняння. Знайти частинний розв′язок.
1. |
2(y′ + xy) = (x − 1)ex y2 , y(0) = 2 |
||
2. |
2(xy′ + y) = y2 ln x, y(1) = 2 |
||
3. |
y′ − xy + y3e− x2 = 0, y(0) = |
1 |
|
|
|||
|
2 |
|
|
4. |
y′ + xy = x3 y3 , y(0) = 1 |
||
5. |
y − y′ = y2 (1− sin 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)e−4x 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. З′ясувати тип диференціального рівняння 1-го порядку. Знайти загальний розв′язок.
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. Розв′язати 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 з′єднує 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. Розв′язати 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 + e− x |
Завдання 12. Розв′язати диференціальне рівняння, яке допускає зниження порядку.
1. |
2xy′y′′ = y′2 − 1 |
2. |
y′′ctg3x = −6y′ |
||
3. |
y′′ = 2(y′ − 1)ctgx |
4. |
xy′′ + y′ = 1 |
||
|
|
|
|
|
x |
5. |
y′′ − 2y′ctg2x = 2ctg2x |
6. |
(1− x2 )y′′ − 2xy′ + 2 = 0 |
||
7. |
|
2x |
8. |
x2 y′′ = (y′)2 |
|
|
y′′ − |
|
y′ = 0 |
|
|
9. |
x2 + 1 |
10. |
(1+ sin x)y′′ = y′ cos x |
||
x3 y′′ + x2 y′ = x |
Завдання 13. Розв′язати 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 |
||
|
|
|
|
1− x2 |
|||||
|
1− x2 |
|
|||||||
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′′ + y′tgx = sin 2x , y(0) = 0, y′(0) = −1
8. |
π |
|
π |
|
= 2 |
||
y′′ − y′ctgx = 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. Розв′язати 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′′ = y− 53 , 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. |
3y′y′′ = 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 = − y′ 2 , |
10. |
y′′ = 32y3 , |
||
y(0) = 1, y′(0) = 3 |
y(4) = 1, y′(4) = 4 |
||||
|
|
Завдання 15. Розв′язати диференціальне рівняння, яке допускає зниження порядку.
1. |
yy′′ − y′2 + y′3 = 0 |
2. |
y′2 − yy′′ = 0 |
3. |
y′′(2y + 3)− 2y′2 = 0 |
4. |
(y′)2 − yy′′ = 0 |
5. |
yy′′ + y′2 − y′3 = 0 |
6. |
4y3 y′′ = y4 − 1 |
48
7. |
yy′′ − (y′)2 |
= 2 |
8. |
y′′ = |
1 |
|
|
|
(y′)2 |
||||
|
|
|
|
|
||
9. |
y′′ = 1+ y′2 |
10. |
2yy′′ = (y′)2 |
|||
|
|
|
|
|
Завдання 16. Знайти розв′язок 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. Розв′язати 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 = e−2x 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 = |
e− x |
|
|
|
|
||||||||||
|
sin x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|||||||
|
Завдання 18. Знайти загальний розв′язок ЛНДР. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
1. |
y′′ + 3y′ = 3xe−3x |
|
|
|
|
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 розв′язок 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)e− x , 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 = 9xe−3x , y(0)= 2, y′(0)= 1 |