Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
DDR 4 p.190-249.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
19.02.2016
Размер:
469.97 Кб
Скачать

T 4. Tests for general and self-studying

Solve the simultaneous differential equations by the method of integrated combinations

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ì

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

ì

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ïìdx

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ïdx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

ïdx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

=

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

=

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

+

 

x(0) = 2,

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ïdt

 

(x

y)

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

x

y

 

 

 

 

 

 

 

ïdt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

ïdt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

1. í

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

í

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

í

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

y

 

 

 

 

y(0) = 4.

 

 

 

 

 

ïdy

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

ïdy

=

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

ïdy

=

 

 

 

 

;

 

 

 

 

ï

 

 

 

=-

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

(x

- y)

 

 

 

 

 

 

ï

 

 

x + y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

îïdt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

îïdt

 

 

 

 

 

 

 

 

îïdt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Solve the simultaneous differential equations by the method of eliminating

or generalized Euler’s method

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

3x y,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

y

,

 

 

 

 

 

 

dx

 

x 4y,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

 

2

 

 

 

 

 

6.

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

20x 6 y.

 

 

 

 

 

 

dy

 

2x.

 

 

 

 

 

 

 

dy

 

y 3x.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

2x y,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

4x 6 y,

 

 

 

 

dx

 

y 2e

t

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

3x 4y.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

 

2x 3y t.

 

 

dy

 

x t

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

2x y,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

2x y cos t,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

2y x 5e

t

sin t.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

x 2 sin t.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

eC1t2 ,

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

e-C1t2

Answers

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. x = C

 

 

 

 

y =

 

 

.

2. x2 - y2 = C ,

2x +(x - y)2 = C

2

 

.

 

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2C1C2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x =

t

+ 2, y =

2t

+ 4 .

 

 

4.

 

x C e2t C

 

et , y 5C e2t

4C

et . 5.

x C cost C

2

sin t,

3

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y 2C sin t 2C

2

cost.

6.

 

 

x et (C cos 2

 

3t C

2

sin 2

3t),

y

 

 

 

3

et (C

2

cos2

3t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C sin 2

 

3t). 7.

 

x C et C

e5t ,

y C et

 

3C

 

e5t

.

8.

x C

C

e7t

 

 

3

 

(7t 2)t,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

2

C1

 

1

C2e7t

 

 

1

(14t2

3t 1).

 

 

 

 

 

 

9.

 

 

 

x = C1et

+C2e-t +tet -t2 -2,

3

2

49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

246

y C et C

e t (t 1)et 2t .

10. x = C et +C

e3t +et (2cost -sin t),

y = C et

-

 

1

2

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

1

 

C

e3t

+et (3cost +sin t) . 11. x

 

1

cos t (C

(1 t)C

2

)et ,

y C et C

tet

2cos t sin t .

 

 

2

 

 

 

2

1

 

 

 

1

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T 4. Individual tests

4.1. Solve simultaneous differential equations by eliminating method. In

every system x x(t), y y(t) , x dxdt ,

x 4x 3y t,

4.1.1.y 2x y.

4.1.3.x x y cos 3t,y x 3y.

4.1.5.x x 3y sin t,

y x 5y cos t.

x 6x 4y t,

4.1.7.y 3x 2y 5.

x 2x 2y sin 2t,

4.1.9.y x 3y.

4.1.11. x 4x 5y e2t ,

y 2x 2y.

4.1.13. x 2x 5y,

y 2y sin t.

x 4x y et ,

4.1.15. y x 2y 2et .

4.1.17.x 2x 2y cos t,y 4x 2 y 2.

4.1.19.x 2x 4y e 2t ,y 5x 2 y 4.

y dydt .

4.1.2.x x 2y et ,y x 4 y 1.

4.1.4.x x y t2 1,y 5x 5y 2.

4.1.6.x 3x y 2t,y x 4y t.

x 2x y t 2,

4.1.8.y 3x 4y 3.

4.1.10.x 2x 5y et ,y x 4y 2.

x x y e t ,

4.1.12.y 2x 3y 2e t .

 

x x 4y,

 

 

 

 

4.1.14.

 

 

 

 

 

 

 

 

t

.

 

 

 

 

y

x 2 y e

 

 

 

 

 

 

2x 5y 3,

 

 

 

 

x

 

 

 

4.1.16.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y x 2y 4.

 

 

 

 

 

x x 2 y 2t,

 

 

 

4.1.18.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y 5x y 3t.

 

 

 

4.1.20.

 

 

e

2t

,

 

 

x 6x 8y

 

 

 

 

 

 

 

 

2t

.

 

 

y 2x 2 y 3e

 

247

4.1.21.x x y t 2,

y 2x 3y 2t.

x 2x 3y sin t,

4.1.23.y 3x 2y cos t.

4.1.25.x 5x 5y t2 ,y 5x y t 4.

4.1.27.x x 2y et ,y x 3y t.

4.1.29. x 3x y e 2t ,

y x y 1.

4.1.22.x 3x 4y et ,y 5x 5y 3et .

x 6x y e t ,

4.1.24.y 17x 2y e t .

4.1.26.x 2x 2y t2 ,y 2x 3y.

4.1.28.x 3x 2 y e t ,y 2x y.

4.1.30.x 3x 17 y t2 ,y 2x 3y t.

4.2. Solve

the

system of linear homogeneous differential equations by

 

 

dx a x a

y,

 

Euler’s method dt

 

11

12

if:

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

a21 x a22 y,

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

4.2.1.

a11

3,

 

 

a12

1,

a21 2,

a22 4 .

4.2.2.

a11

4,

 

 

a12

1,

a21 1,

a22 2 .

4.2.3.

a11

1,

 

 

a12

1,

a21 2,

a22 3 .

4.2.4.

a11

3,

 

 

a12

8,

a21 1,

a22 1 .

4.2.5.

a11

7 ,

 

a12

4,

a21 1,

a22 3 .

4.2.6.

a11

2,

 

 

a12

1,

a21 5,

a22 4 .

4.2.7.

a11

2,

a12

3,

a21 3,

a22 2 .

4.2.8.

a11

5,

a12

3,

a21 3,

a22 1 .

4.2.9.

a11

2,

 

 

a12

4,

a21 1,

a22 2 .

4.2.10. a11

2,

 

 

a12

1,

a21 3,

a22 4 .

4.2.11. a11

2,

a12

1,

a21 1,

a22 4 .

4.2.12. a11

5,

 

 

a12

1,

a21 17,

a22 3.

4.2.13. a11

2,

 

 

a12

4,

a21 1,

a22 5 .

4.2.14. a11

7,

 

 

a12

9,

a21 1,

a22 1 .

248

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2.15.

a11 3,

a12 13,

a21 1,

a22 1.

4.2.16.

a11 6,

a12 5,

a21 1,

a22 2 .

4.2.17.

a11 7,

a12 1,

a21 1,

a22 5 .

4.2.18.

a11 3,

a12 2,

a21 4,

a22 1 .

4.2.19.

a11 2,

a12 2,

a21 2,

a22 5 .

4.2.20.

a11 8,

a12 4,

a21 1,

a22 4 .

4.2.21.

a11 5,

a12 5,

a21 5,

a22 1 .

4.2.22.

a11 7,

a12 2,

a21 3,

a22 2 .

4.2.23.

a11 9,

a12 9,

a21 1,

a22 3.

4.2.24.

a11 4,

a12 2,

a21 5,

a22 2 .

4.2.25.

a11 6,

a12 2,

a21 5,

a22 3.

4.2.26.

a11 4,

a12 3,

a21 3,

a22 2 .

4.2.27.

a11 5,

a12 1,

a21 2,

a22 3 .

4.2.28.

a11 7,

a12 6,

a21 4,

a22 3 .

4.2.29.

a11 3,

a12 2,

a21 2,

a22 1 .

4.2.30.

a11 7,

a12 3,

a21 6,

a22 1.

249

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]