- •Module 3
- •Topic 1 .Differential equations of the first order and the first degree
- •Typical problems
- •Self-test and class assignments
- •Individual tasks
- •1.1. Solve the separable differential equations.
- •1.2. Solve the homogeneous differential equations.
- •1.3. Solve the linear differential equations.
- •1.4. Solve the Bernoulli’s differential equations.
- •1.5. Find the general solution and also the particular solution through the point written opposite the equation.
- •1.6. Solve the exact differential equations.
- •Various types of differential equations with appropriate substitution will be considered in the following articles (see table 3.1).
- •Table 3.1
- •Consider other types of differential equations with appropriate substitution for reduction of order:
- •1) a differential equation
- •Typical problems
- •Self-tests and class assignments
- •Answers
- •Table3.2
- •Table 3.4
- •Examples of typical problems
- •Class and self assignments
- •Answers.
- •3.2. Find the general solutions of linear homogeneous equations.
- •3.3. Find general the solutions of linear homogeneous equations with right part of special form.
- •3.4. Solve Cauchy’s test for equations of the second order.
- •3.5. Solve the equations using the Lagrange’s method.
- •Examples of typical problems solving
- •Tests for general and self-studying
- •Answers
T 4. Tests for general and self-studying
Solve the simultaneous differential equations by the method of integrated combinations
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Solve the simultaneous differential equations by the method of eliminating |
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or generalized Euler’s method |
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e t (t 1)et 2t . |
10. x = C et +C |
e3t +et (2cost -sin t), |
y = C et |
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(1 t)C |
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y C et C |
tet |
2cos t sin t . |
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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, |
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|
||
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