Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лр№5 по Maple.doc
Скачиваний:
12
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
865.28 Кб
Скачать

Задание

1. Найти производную f’(x) функции f(x), используя функцию diff.

Вариант

Функция

Вариант

Функция

1

16

2

17

3

18

4

19

5

20

6

21

7

22

8

23

9

24

10

25

11

26

12

27

13

28

14

29

15

30

2. Найти производную f’ функции f, используя дифференциальный оператор, затем найти производную в точке х.

вариант

вариант

вариант

1

sin; x = π

11

ch; x = 2,2

21

e; x = 0,5

2

cos; x = π/2

12

sh; x = 2,8

22

arcctgh; x = 1,5

3

tg; x = 2

13

tgh; x = 0,7

23

arcsinh; x = 0,8

4

ctg; x = 2,5

14

ctgh; x = 0,8

24

arccosh; x = 1,2

5

ln; x = 3

15

sec; x = 0,5

25

arctgh; x = 1,5

6

sin2; x = 2,5

16

csc; x = 1,5

26

e2; x = 0,8

7

cos2; x = 3π/2

17

arcctg; x = 0,3

27

arcsech; x = 1,8

8

tg2; x = 0,6

18

arcsin; x = 1,5

28

arccsch; x = 1,2

9

ctg2; x = 0,8

19

arccos; x = 0,2

29

arcsec; x = 1,7

10

ln2; x = 2,7

20

arctg; x = 0,1

30

arccsc; x = 1,3

3. Найти первые и вторые производные:

а) f’(x,y) по х;

б) f’(x,y) по y;

в) f”(x,y) по х;

г) f”(x,y) по y;

д) f”(x,y) по х и y.

вариант

вариант

1

16

2

17

3

18

4

19

5

20

6

21

7

22

8

23

9

24

10

25

11

26

12

27

13

28

14

29

15

30

4. Решить дифференциальное уравнение первого порядка

вариант

вариант

1

xy' – y = x2 cos x

16

y' + 2y/x = 3x2 y4/3

2

y' + 2xy = xe-x

17

4xy’ + 3y = -exx4y5

3

y' cos x + y = 1 – sin x

18

y' + y = ex/2y1/2

4

(1 + x2) y’ + y = arctg x

19

y' – 2y tg x + y2 sin2x = 0

5

y' sin x – y cos x = 1

20

(y2 + 2y + x2) y’ + 2x = 0

6

y' (x + y2) = y

21

xy' + y’ ln y = y

7

y' + 3y tg 3x = sin 6x

22

(x2 ln y – x) y’ = y

8

(y4 + 2x) y’ = y

23

xy' – y = x2 cos x

9

y' + 2y/x = 3x2 y4/3

24

y' + 2xy = xe-x

10

4xy’ + 3y = -exx4y5

25

y' cos x + y = 1 – sin x

11

y' + y = ex/2y1/2

26

(1 + x2) y’ + y = arctg x

12

y' – 2y tg x + y2 sin2x = 0

27

y' sin x – y cos x = 1

13

(y2 + 2y + x2) y’ + 2x = 0

28

y' (x + y2) = y

14

xy' + y’ ln y = y

29

y' + 3y tg 3x = sin 6x

15

(x2 ln y – x) y’ = y

30

(y4 + 2x) y’ = y

5. Решить дифференциальное уравнение второго порядка

Вариант

Вариант

1

y” + xy’ + y = 0

16

y” – 4y’ + 3y = e5x

2

y” – xy’ – 2y = 0

17

y” – 8y’ + 169y = e4x

3

y” + x2y = 0

18

y” – 6y’ + 25y = 2 sin x + 3 cos x

4

x2y” – xy’ + 2y = 0

19

y” + y’ = cos x

5

x2y” – 3xy’ + 3y = 3 ln2x

20

y” – 6y’ + 8y = 3x2 + 2x + 1

6

x2y” + xy’ + y = 1/x

21

2y” – y’ = 1

7

x2y” – 3xy’ + 3y = x3/2

22

y” + 4y’ = sin (2x + 1)

8

x2y” – xy’ + y = 0

23

y” – 4y’ = 2 sh 2x

9

y” – xy’ + y = cos ln x

24

y” + 4y’ = cos 2x

10

y” + 4y = ctg 2x

25

y” – 3y’ – 10y = xe-2x

11

y” + 5y’ + 6y = 1/(1 + e2x)

26

y” – y = x cos2x

12

y”cos(x/2) + (1/4) y cos(x/2) = 1

27

y” – 9y’ + 20y = x2e4x

13

y” – 2y’ + 2y = ex sin x

28

y” – y = 2 sh x

14

y” + 9y = 2 sin x sin 2x

29

y” – 4y = 2 ch 2x

15

y” – 4y + 8y = 61 e2x sin x

30

y” + y = tg x

6. Решить систему дифференциальных уравнений сначала в общем виде, затем с учетом начальных условий:

а) аналитическим методом;

б) методом разложения в степенной ряд;

в) в численном виде при заданном значении х.

В данном случае x’ = dx/dt; y’ = dy/dt. Построить график решений, используя функцию plots[odeplot] в указанном интервале.

вариант

Функция

Начальные условия

Значе-ние х

Интервал

1

x’ = e-t + y; y’ = et – x

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

x = 0,2

3 … 3

2

x’ = 2x + y; y’ = -x + 3 sin t + t

x(0) = 0; y(0) = 1

x = 0,9

7 … 2

3

x’ = e3t – y; y’ = 2x + 3y + t

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

x = 0,2

3 … 1

4

x’ = t + y; y’ = x + et

x(0) = 1; y(0) = 4

x = 1,5

3 … 2

5

x’ = 2 sin t + y; y’ = -x + sin t

x(0) = 0; y(0) = 0

x = 1,9

20 … 20

6

x’ = x/(x + y); y’ = y/(x + y)

x(0) = 2; y(0) = 4

x = 1

1 … 1

7

x’ = 2x + y; y’ = -x + 2 sin t

x(0) = 1; y(0) = 0

x = 1,8

10 … 2

8

x’ + y’ = 2(x + y); y’ = 3x + y

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

x = 0,8

2 … 1

9

x’ = e-t + sin t; y’ = et – x

x(0) = 1; y(0) = 4

x = 1,8

4 … 4

10

x’ = x2 + xy; y’ = xy + x2

x(0) = 1; y(0) = 0

x = 0,5

1 … 0,5

11

x’ = e2t – 3y; y’ = 2x + y

x(0) = 1; y(0) = 4

x = 0,2

10 … 2

12

x’ = 2 cos t + y; y’ = -x + 2y

x(0) = 1; y(0) = 1

x = 1,8

3 … 2

13

x’ = t – у; y’ = е2t + х

x(0) = 1; y(0) = 4

x = 1,5

10 … 2

14

x’ = 2x – 5y; y’ = x + y

x(0) = 1; y(0) = 1

x = 3

2 … 1

15

x’ = 8x – y; y’ = x + y

x(0) = 1; y(0) = 4

x = 0,5

2 … 0,8

16

x’ + 2x =1; y’= y + 3x – 1

x(0) = 1; y(0) = 0

x = 1,4

2 … 2

17

x’ = e-t – 5y; y’ = 2x – 3y

x(0) = -1; y(0) = 2

x = 2

2 … 3

18

x’ = 12x – 5y; y’ = 5x + 12y

x(0) = 1; y(0) = 0

x = 0,3

0 … 0,7

19

x’ = 3t + 5y; y’ = 2x + et

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

x = 1

1 … 1

20

x’ = x – 4y; y’ = x + y

x(0) = 1; y(0) = 0

x = 1,8

1 … 6,5

21

x’ = e-5t – 2y; y’ = et – 3x

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

x = 0,2

1 … 1

22

x’ = 2x – 3y; y’ = 5x + 2y

x(0) = -1; y(0) = 2

x = 1

2 0,5

23

x’ = 8x – 3y; y’ = 5x + y

x(0) = 0; y(0) = 2

x = 0,5

1 … 0,5

24

x’ + 2x =1 + у; y’= 2x – 1

x(0) = 0; y(0) = 2

x = 0,7

0 … 1

25

x’ = e-3t – 2y; y’ = x – 3y +1

x(0) = -1; y(0) = 4

x = 1,7

0 … 5

26

x’ = x – y; y’ = x – 3y + 1

x(0) = -1; y(0) = 4

x = 1,2

1 … 5

27

x’ = x – 2y; y’ = 5x – 3y + 1

x(0) = -1; y(0) = 2

x = 0,9

2 … 5

28

x’ = 4x + 6y; y’ = 2x + 3y + t

x(0) = 0; y(0) = -1

x = 0,1

7 … 0,5

29

x’ = 3x + y; y’ = -4x – y

x(0) = 3; y(0) = 0

x = 0,2

7 … 1

30

x’ = 2x + y; y’ = x + 2y

x(0) = 1; y(0) = 3

x = 0,1

2 … 1

7. Построить графики решений задачи Коши системы дифференциальных уравнений:

вариант

Функция

Начальные условия

Интервал

1

x’ = e-t + y; y’ = et – x

x(0) = 1; y(0) = 1

3 … 2

2

x’ = 8x – y; y’ = cos t + y

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

10 … 0

3

x’ = cos 3t + y; y’ = -4x – y

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

5 … 2

4

x’ = t + y cos t; y’ = x + et

x(0) = 1; y(0) = 0

12 … 5

5

x’ + 2x/t =1; y’= x sin t – y

x(0) = 0; y(0) = 1

12 … 2

6

x’ = 2x – cos t; y’ = x – y

x(0) = 0; y(0) = 1

3 …–2

7

x’ = sin t – 5y; y’ = 5x + 12y

x(0) = 0; y(0) = 0

7 … 0,5

8

x’ = x – 4y; y’ = sin t + t

x(0) = 1; y(0) = 0

4 … 2

9

x’ + y’ = 2y sin t; y’ = 3x + y

x(0) = 1; y(0) = 1

3 … 3

10

x’ = 4x cos t + 6y; y’ = 3y + t

x(0) = 1; y(0) = 0

3 … 2

11

x’ = x2 + xy; y’ = sin t + x2

x(0) = 1; y(0) = 1

5 … 0,4

12

x’ = 2x sin t + t; y’ = x + y

x(0) = 1; y(0) = 3

8 … 3

13

x’ = sin t /(x + y); y’ = y/(x + y)

x(0) = 2; y(0) = 4

5 … 5

14

x’ = x + 2y; y’ = -x + 2 sin t

x(0) = 1; y(0) = 0

5 … 5

15

x’ = e3t – y; y’ = 2x sin t + t

x(0) = 1; y(0) = 1

7 … 2

16

x’ = 3x – y; y’ = 2cos t + 3y

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

3 … 1

17

x’ = xy – 2y2; y’ = xy

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

5 … 1

18

x’ = e5t – 2y; y’ = x cos t + t

x(0) = 0; y(0) = 2

7 … 1,5

19

x’ = 3x sin 2t + y; y’ = 3y + t

x(0) = 1; y(0) = 0

5 … 1

20

x’ = 3xy + y; y’ = 3y + t

x(0) = 0; y(0) = 2

5 … 0,2

21

x’ = sin 2t + 3y; y’ = -cos t + 2x

x(0) = 0; y(0) = 2

2 … 2

22

x’ = 2xy – y; y’ = 3x + t

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

5 … 0,4

23

x’ = 3x sin t + y; y’ = x/y

x(0) = 2; y(0) = 2

2 … 1

24

x’ = cos 2t + y; y’ = -cos t + 3y

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

7 … 0,5

25

x’ = xy – 2y; y’ = 3x + y

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

5 … 1

26

x’ = 2y sin t + y; y’ = x/y

x(0) = 2; y(0) = 2

3 … 2

27

x’ = 2y et + y; y’ = x/y

x(0) = 0; y(0) = 2

3 … 2

28

x’ = xy – 2x2; y’ = 2xy

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

0.70.3

29

x’ = 3x sin t + y2; y’ = xy

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

1 … 0,5

30

x’ = 2xy e2t + y; y’ = 5x/y

x(0) = -1; y(0) = 2

5 … 0,5

8. Построить фазовый портрет системы дифференциальных уравнений, используя функцию DEplot для различных начальных условий:

х(0) = 1, у(0) = 0; х(0) = 3 , у(0) = 0.2; х(0) = 2π , у(0) = 1; х(0) = π , у(0) = 1.8;

х(0) = – 1, у(0) = 2; х(0) = 2 , у(0) = 3; х(0) = – π , у(0) = 1; х(0) = –2π , у(0) = 1.

вар

Функция

Интервал по t

Цвет линий

Цвет стрелок

1

x’ = y; y’ = -x –у

0

tan

cyan

2

x’ = x + y; y’ = – 2xу

-0,5 … 0,5

violet

coral

3

x’ = ; y’ = -x

0

blue

red

4

x’ = x2 + y; y’ = –xу

0,15 … 0,15

yellow

blue

5

x’ = y; y’ = 2xу

0,3 … 0,3

navy

grey

6

x’ = 2y; y’ = 3x/y

01

cyan

green

7

x’ = 2y; y’ = -4x – y

0,5 … 0,5

blue

green

8

x’ = x2; y’ = xу

00,1

green

red

9

x’ = x + y; y’ = – 2xу

1 … 1

maroon

plum

10

x’ = 2xy; y’ = x

00,2

cyan

magenta

11

x’ = ; y’ = xy

1 … 0,5

khaki

coral

12

x’ = 4x + 3y; y’ = 3y

00,5

red

orange

13

x’ = ; y’ = -x

0

orange

yellow

14

x’ = 8x – y; y’ = 5y

0,2 … 0,2

brown

black

15

x’ = 3y; y’ = -2x – 5y

0,4 … 0,4

pink

gold

16

x’ = у + х; y’= -x

0

cyan

tan

17

x’ = 2x; y’ =

00,5

coral

violet

18

x’ = 4y; y’ = 3x/2y

0,30,3

red

blue

19

x’ = y; y’ = 1/2y

0,20,2

blue

yellow

20

x’ = у2; y’ = xу

0,30,3

grey

navy

21

x’ = х/y; y’ = x – y

0,1 … 0,1

green

cyan

22

x’ = x2y; y’ = x

0,15 … 0,15

gold

pink

23

x’ = ; y’ = xy

0,5 … 0,5

red

green

24

x’ = хy + у; y’ = -x – 2y

0,2 … 0,2

plum

maroon

25

x’ = ; y’ = y + хy

00,4

magenta

cyan

26

x’ = x2; y’ = x – у2

0,1 … 0,1

coral

khaki

27

x’ = y; y’ = 1/2х

0,30,3

orange

red

28

x’ = 3x – 2y; y’ = 5y

0,4 … 0,4

yellow

orange

29

x’ = 2х + y; y’ = 1/2хy

0,40,4

black

brown

30

x’ = х/y; y’ = -x – 2y

0,1 … 0,1

green

blue

9. Построить фазовый портрет системы дифференциальных уравнений, используя функцию phaseportrait, для различных начальных условий. Начальные условия (не менее пяти вариантов) задать самостоятельно в форме [t, x, y].

вариант

Функция

Интервал по х

Интервал по у

Цвет линий

Цвет стрелок

1

x’ = у2 + х; y’ =

040

510

green

blue

2

x’ = у2 + 3ху; y’ =

4040

57

red

green

3

x’ = у2 + х3; y’ = 2x – 5y

1010

2020

plum

maroon

4

x’ = у2 + х; y’ = 2x,3 – y

1010

2020

magenta

cyan

5

x’ = 2у2 + ху; y’ = x – хy

1020

77

coral

khaki

6

x’ = 2y; y’ = 3x + y

1010

1010

orange

red

7

x’ = 4x + 6y; y’ = 3y + х

2020

1515

yellow

orange

8

x’ = x2 + xy; y’ = x

1020

155

black

brown

9

x’ = 2xу; y’ = x + y

1020

58

gold

pink

10

x’ = х2 ; y’ = y + хy

1010

2020

tan

cyan

11

x’ = x + 2y; y’ = -x2 + у2

2010

20 … 20

violet

coral

12

x’ = y2; y’ = 2x + у2

1010

1515

blue

red

13

x’ = x + y; y’ = –x3

77

1010

yellow

blue

14

x’ = 8x – y; y’ = y3

1010

55

navy

grey

15

x’ = ху2 + y; y’ = -4x – y

2020

77

cyan

green

16

x’ = ху3; y’ = -x – 2y

2040

77

blue

green

17

x’ = у2 + y; y’ = -x – х2

1010

1010

green

red

18

x’ = х2 + y; y’ = ух2

1010

2010

maroon

plum

19

x’ = х2 + y; y’ = у

2020

1010

cyan

magenta

20

x’ = у2 + y3; y’ = x – y

2020

77

khaki

coral

21

x’ = у2 + х3; y’ = 2x – y

55

510

red

orange

22

x’ = у2 + ; y’ = 2x + y

020

510

orange

yellow

23

x’ =3х2; y’ = 2x – у2

10 … 10

10 … 10

brown

black

24

x’ =3х2 – у; y’ = x + у2

5 … 5

20 … 20

pink

gold

25

x’ = 2x; y’ = x – y

2525

2020

cyan

tan

26

x’ = 5y; y’ = 5x + 12y

25 … 25

4040

coral

violet

27

x’ = 5y; y’ =

10 … 10

08

red

blue

28

x’ = 3ху2 + 1; y’ = x – 2y

2020

57

blue

yellow

29

x’ = ху2 + ; y’ =

020

06

grey

navy

30

x’ = у2 + 5ху; y’ = x – y3

2020

53

green

cyan