Równania różniczkowe zwyczajne

Podobne dokumenty
ELEKTROTECHNIKA Semestr 2 Rok akad / ZADANIA Z MATEMATYKI Zestaw Oblicz pochodne cząstkowe rzędu drugiego funkcji:

Lista zadań nr 2 z Matematyki II

Równania różniczkowe zwyczajne. 1 Rozwiązywanie równań różniczkowych pierwszego rzędu

Równania różniczkowe. Lista nr 2. Literatura: N.M. Matwiejew, Metody całkowania równań różniczkowych zwyczajnych.

Wykład 3 Równania rózniczkowe cd

ELEKTROTECHNIKA Semestr 2 Rok akad / ZADANIA Z MATEMATYKI Zestaw Oblicz pochodne cząstkowe rzędu drugiego funkcji:

1 Równania różniczkowe drugiego rzędu

Biotechnologia, Chemia, Chemia Budowlana - Wydział Chemiczny - 1

Równania różniczkowe cząstkowe drugiego rzędu

Wykład 14 i 15. Równania różniczkowe. Równanie o zmiennych rozdzielonych. Definicja 1. Równaniem różniczkowym zwyczajnym rzędu n nazywamy równanie

III. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE

Tydzień nr 9-10 (16 maja - 29 maja), Równania różniczkowe, wartości własne, funkcja wykładnicza od operatora - Matematyka II 2010/2011L

1 Równanie różniczkowe pierwszego rzędu

1 Równania różniczkowe zwyczajne

5 Równania różniczkowe zwyczajne rzędu drugiego

Zestaw zadań z Równań różniczkowych I

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE. Wiele obiektywnych prawidłowości przyrodniczych udaje się zapisać w postaci równości formalnej

1. Równanie różniczkowe pierwszego rzędu

Równania różniczkowe liniowe rzędu pierwszego

Matematyka 2. Równania różniczkowe zwyczajne rzędu drugiego

Równania różniczkowe. Równania różniczkowe zwyczajne rzędu pierwszego. Małgorzata Wyrwas

Równania różniczkowe wyższych rzędów

Wstęp do równań różniczkowych, studia I stopnia. 1. Znaleźć (i narysować przykładowe) rozwiązania ogólne równania y = 2x.

Równania różniczkowe

Równania różniczkowe wyższych rzędów

Temat wykładu: Równania różniczkowe. Anna Rajfura, Matematyka na kierunku Biologia w SGGW 1

x y = 2z. + 2y f(x, y) = ln(x3y ) y x

1 Równania różniczkowe zwyczajne o rozdzielonych zmiennych

Równania różniczkowe. Analiza Matematyczna. Aleksander Denisiuk

Proste równania skalarne

Analiza matematyczna dla informatyków 3 Zajęcia 14

5. Równania różniczkowe zwyczajne pierwszego rzędu

Rachunek różniczkowy i całkowy w przestrzeniach R n

x y = 2z, + 2y f(x, y) = ln(x3y ) y x

Metody numeryczne rozwiązywania równań różniczkowych

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 2

Równania różniczkowe liniowe wyższych rzędów o stałych współcz

Układy równań i równania wyższych rzędów

%*$*+ RÓWNANIA RÓ NICZKOWE ZWYCZAJNE I CZ STKOWE ZADANIA Z MATEMATYKI SU Janina Niedoba Wies aw Niedoba

Liczby zespolone. Zadanie 1. Oblicz: a) ( 3+i)( 1 3i) b) (3+i)2 (4i+1) i

g(x,y) + D, gdzie C, D są stałymi dowolnymi. Oczywiście jedną z nich można pominąć, czyli rozwiązania są postaci y(x) = x3

Równania różniczkowe zwyczajne pierwszego rzędu, cd

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE. Przykłady i zadania. Andrzej Palczewski

Analiza Matematyczna część 5

WYDZIAŁ INFORMATYKI I ZARZĄDZANIA, studia niestacjonarne ANALIZA MATEMATYCZNA1, lista zadań 1

ROZWIĄZANIA I ODPOWIEDZI

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 5

Równania różniczkowe zwyczajne Zadania z odpowiedziami

Matematyka. rok akademicki 2008/2009, semestr zimowy. Konwersatorium 1. Własności funkcji

Rozwiązania wybranych zadań z równań różniczkowych. mgr inż. Piotr Kowalski

Analiza matematyczna i algebra liniowa Elementy równań różniczkowych

opracował Maciej Grzesiak Całki krzywoliniowe

Równania różniczkowe

Całki podwójne. Definicja całki podwójnej. Jacek Kłopotowski. 25 maja Katedra Matematyki i Ekonomii Matematycznej

Kinematyka: opis ruchu

2. Kombinacja liniowa rozwiązań zeruje się w pewnym punkcie wtedy i tylko wtedy, gdy zeruje się w każdym punkcie.

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 1

Wstęp do chemii kwantowej - laboratorium. Zadania

Spis treści 1. Liczby zespolone 2 2. Macierze, wyznaczniki, równania liniowe 4 3. Geometria analityczna 9 4. Granice, pochodne funkcji i ich

1 Układy równań liniowych

13 Równanie struny drgającej. Równanie przewodnictwa ciepła.

Komputerowa analiza zagadnień różniczkowych 2. O tym, co można rozwiazać analitycznie. P. F. Góra

ANALIZA MATEMATYCZNA Z ELEMENTAMI STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ

Metoda rozdzielania zmiennych

Zestaw zadań z Równań różniczkowych cząstkowych I 18/19

Równania różniczkowe zwyczajne zadania z odpowiedziami

g(x,y) + D, gdzie C, D są stałymi dowolnymi. Oczywiście jedną z nich można pominąć, czyli rozwiązania są postaci y(x) = x3

22. CAŁKA KRZYWOLINIOWA SKIEROWANA

Rachunek różniczkowy i całkowy 2016/17

IX. MECHANIKA (FIZYKA) KWANTOWA

Przykładowe zadania na egzamin z matematyki - dr Anita Tlałka - 1

Równania różniczkowe zwyczajne

27. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE CZĄSTKOWE

13. Równania różniczkowe - rozwiązywanie

Spis treści 1. Macierze, wyznaczniki, równania liniowe 2 2. Geometria analityczna 7 3. Granice, pochodne funkcji i ich zastosowania 10 4.

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE zadania z odpowiedziami

Rozwiązanie równania oscylatora harmonicznego

Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE. Andrzej Palczewski

3.1 Zagadnienie brzegowo-początkowe dla struny ograniczonej. = f(x, t) dla x [0; l], l > 0, t > 0 (3.1)

Aby przygotować się do kolokwiów oraz do egzaminów należy ponownie przeanalizować zadania

(8) Oblicz wyznacznik dowolnie wybranej macierzy stopnia czwartego. (9) Rozwi aż podany układ równań stosuj ac wzory Cramera:

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Równania różniczkowe. Równania różniczkowe zwyczajne rzędun,n 2. Małgorzata Wyrwas. Katedra Matematyki Wydział Informatyki Politechnika Białostocka

ANALIZA MATEMATYCZNA Z ELEMENTAMI STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ

2 Całkowanie form różniczkowych i cykle termodynamiczne

Funkcje dwóch zmiennych

Metody Lagrange a i Hamiltona w Mechanice

FUNKCJE WIELU ZMIENNYCH

Matematyczne Metody Fizyki II

Spis treści 1. Macierze, wyznaczniki, równania liniowe 2 2. Geometria analityczna 7 3. Przestrzenie liniowe Granice, pochodne funkcji i ich

Wstęp. W razie zauważenia jakichś błędów w tym tekście proszę o sygnał, na przykład mailowy: michal.musielak@utp.edu.pl.

OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)

Zadania do wykładu Jakościowa Teoria Równań Różniczkowych Zwyczajnych

Podstawowe struktury algebraiczne

IX. Rachunek różniczkowy funkcji wielu zmiennych. 1. Funkcja dwóch i trzech zmiennych - pojęcia podstawowe. - funkcja dwóch zmiennych,

25. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE PIERWSZEGO RZĘDU. y +y tgx=sinx

Liczby zespolone i ich zastosowanie do wyprowadzania tożsamości trygonometrycznych.

x y = 2z. + 2y, z 2y df

Matematyka Lista 1 1. Matematyka. Lista Obliczyć lub uprościć zapis (zapisać jako potęgę):

Transkrypt:

Równania różniczkowe zwyczajne zadań dla sudenów kierunku Auomayka i roboyka WEAIiIB AGH Michał Góra Wydział Maemayki Sosowanej AGH

I. Równania o zmiennych rozdzielonych: y = f (y)f () Zadanie. Rozwiąż podane równania różniczkowe o zmiennych rozdzielonych: a) y = y ( + ) b) = ( + + y + y) y c) y = y d) y = y+ e) ( + e y ) yy = e f) y sin = y ln y g) (ye y + ) y = h) y + 4y = y ( e + 4 ) i) y = sin y sin j) y + y sin = 3 (y) k) y = e y++ l) dy d = ey. a) y sin = y ln y, y( π ) = e b) (y + ) y = y, y (e) = c) y = y ( + ), y (0) = d) e y ( y ) =, y (0) = 0 e) y d + y dy = 0, y (0) = f) y + dx = xydy, y (0) = e g) ( x ) y + xy = 0, y (0) = h) y cg x + y =, y ( π 3 ) = 4. II. Równania różniczkowe jednorodne: y = f ( y Zadanie. Rozwiąż podane równania różniczkowe jednorodne: a) y = + y b) y = y + y c) y d + dy = ydy d) y = 3y y ) e) y = y y f) ((y) 4 y = (y) y 4 g) yy = y h) y = y +y i) dy = ( y y + ) d j) dy d = y (ln y ln ). a) ( y) d + dy = 0, y( ) = 0 b) y = y + e y, y () = 0 c) y = y + y, y () = 0 d) x = x +x, x () = e) x = x x, x () = 0 f) ( + x + 3x )d + ( +x)dx = 0, x () =. )

III. Równania liniowe pierwszego rzędu: y = a()y + b() Zadanie. Wyznacz całki podanych równań różniczkowych liniowych: a) y + y g x = cos x b) xy y = x 4 c) (xy + e x ) dx xdy = 0 d) x ( x + y ) dx = dy e) ( x + y ) dy = ydx f) (x + y) dy = ydx + 4 ln ydy g) y + + y = y h) y cos y sin = i) y + y = cos j) y = + y + y + k) ( + 4 ) y + 3y = l) y + y g = sin. a) y = y + e, y(0) = /4 b) y + y = cos, y (π/) = 0 c) y + y =, y () = d) x = x + 3 e, x (0) = e) y = y + e, y () = f) y = y + e sin cos, y (0) =. IV. Równania różniczkowe Bernoulliego: y = a()y r + b()y Zadanie. Wyznacz całki podanych równań różniczkowych Bernoulliego: a) y + y = y b) y y = y c) ( + ) y y = 4 y ( + ) arcg d) dy = ( y e y ) d e) 3 y y = y 3 f) y = ( + 6y ) y g) y + 8y = y h) z = z z i) y = y j) y = 4y y k) ( x + x ) = x l) dx d + x = x. a) ( x + x ) = x, x() = b) y + y = y, y () = c) y y cos = y cos, y (0) = d) y y + y 3 =, y () = e) y + 4 3 y 3 + y = 0, y (0) = f) ( y ) ( y + y ) = 0, y ( ) = 0. 3

V. Równania różniczkowe liniowe rzędu n a n y (n) +... + a y +a 0 y = f () Zadanie. Wyznacz całki podanych równań różniczkowych liniowych: a) y 5y + 4y = e x b) y V y + y = 0 c) y 4y + 4y = x d) y + y + 5y = e x e) y + y + y = 8e x + x f) y + y = cos x + e x g) y y = e h) y + 4y = 0 i) y + y = 0 j) y 4y + 3y = 0 k) y + y y = g l) y y = e +e. a) y 4y + 3y = 0, y(0) = 7, y (0) = 6 b) y + y 3y = 0, y (0) = 4, y (0) = 0 c) 4y y = 0, y (0) = y 0, y (0) = 0 d) y = 0, y (0) =, y (0) = e) y + 00y = 0, y (0) =, y (0) = 0 f) y + 3y + y = sin e, y (0) = sin, y (0) = cos. VI. Układy równań różniczkowych liniowych: x () = Ax() Zadanie. Rozwiąż podane układy równań: ẋ = x + y ẋ = x + z y a) ẏ = 3x + 4y b) ẏ = x + y z ż = x y ẋ = x + z y ẋ = x z y c) ẏ = x + z d) ẏ = x + y ż = y x z ż = 3x + z ẋ = x y z ẋ = 3x y z e) ẏ = 3x y 3z f) ẏ = 3x 4y 3z ż = z x + y ż = x 4y ( ) ( ) 0 3 3 g) x = x h) x = x ( ) ẋ 0 0 ẋ x i) = j) ẏ 0 3 y ẏ 0 0 ż 0 0 x y z. 4

0 a) x = x, x (0) = 3 4 0 3 b) x = x, x (0) = 0 ẋ 0 0 x x () c) ẏ 0 0 y, y () ż 0 0 z z () e e d) ẋ = x + y ẏ = x y, x (0) = y (0) = 0. VII. Układy równań różniczkowych liniowych: x () = Ax() + b() Zadanie. Rozwiąż podane układy równań: ẋ = y x ẋ = 4x y + e a) b) ẏ = 4y 3x + e3 ẏ = 6x + 3y 3 e + e ẋ = x y + ẋ = y + c) d) ẏ = 3x y + e ẏ = 8x ẋ = x + y + sin 3 5 3 e e) f) x = x + ẏ = 8x y 0 5 4 0 sin g) x = x + h) x = x + 0 cos ẋ x ẋ = x y + e i) j) ẏ = e ẏ 0 0 y + ż z +. ( ) e.5 a) x = x +, x (0) = e 0.5 ( ) 0 sin b) x = x +, x (0) = 0 cos 0 c) ẋ = x + y + sin 3 ẏ = 8x y, x() = y () =. 5

VIII. Poszukiwanie rozwiązań w posaci szeregów poęgowych Zadanie. Znajdź rozwiązania szczególne poniższych problemów począkowych w posaci szeregów poęgowych unormowanych w punkcie 0 = 0: a) x x = 0, x (0) =, x (0) = 0 b) x x = 0, x (0) = 0, x (0) = c) x + ( + ) x = 0, x (0) = x (0) = d) x + x x = 0, x (0) =, x (0) = e) x + x = x +, x (0) =, x (0) =. Zadanie. Meodą szeregów poęgowych wyznacz całkę szczególną poniższych równań różniczkowych spełniającą podane warunki począkowe (wyznacz czery pierwsze niezerowe wyrazy szeregu): a) x + x + = 0, x (0) =, x (0) = b) x + x + = 0, x (0) = x (0) = c) x x + = 0, x (0) = 0, x (0) = d) x + x x + = 0, x (0) =, x (0) = e) x + x = 0, x (0) =, x (0) =. IX. Równania różniczkowe zupełne Zadanie. Rozwiąż podane równania różniczkowe meodą różniczki zupełnej: a) (x y) dx + (y x) dy = 0 b) ( 3x y ) dx + ( 3y x ) dy = 0 c) 3x + y + y (x ) dy dx = 0 d) ey (y xe y ) y = 0 e) e x ( + e y ) + e y ( + e x ) dy dx = 0 f) y + x = x dy y dx g) xdy ydx = 0 h) xdx + ydy + ydx xdy = 0 x +y x +y ) i) (ln y x) dx + x y y dy = 0 j) + e x/y + e ( x/y x dy y dx = 0. Zadanie. Rozwiąż podane równania różniczkowe zupełne meodą czynnika całkującego: a) ( x y ) + x (y x) dy dx = 0 b) x + y = xy c) ( e x y ) dx xdy = 0 d) x sin y + y + ( x cos y + x ln x ) dy dx = 0 e) sin x + e y + cos x dy dx = 0 f) y + (xy ) dy dx = 0 g) ( + 3x sin y ) dx = x cg ydy h) x g y + ( x sin y ) dy dx = 0. 6