5561
.pdfВариант 20
1.1 dy 2x dx 0 . y 1 x2
2.x dy = y ln y dx.
3.x(x – y)dy + y2dx = 0.
|
|
|
y2 |
|
2 y |
|||
4. |
4 |
|
|
|
dx |
|
|
dy 0 . |
|
x2 |
|
x |
|||||
5. |
y |
y tg x x cos x . |
||||||
6. y(0) = 2. |
|
|
|
|
||||
7. |
y |
8y |
16 y |
|
0 . |
|||
8. |
y(0) = 1, |
y (0) |
6 . |
|||||
9. |
y |
6 y 9 y f (x); |
1) f(x) = x2 – 2; 2) f(x) = 5xe-3x ; 3) f(x) = xe-3x sin 3x.
10. Материальная точка движется по прямой со скоростью, а) прямо
пропорциональной, б) обратно пропорциональной пройденному пути s |
s t с |
|||
коэффициентом пропорциональности k . Согласно механическому |
смыслу |
|||
производной скорость материальной точки представляет собой |
первую |
|||
производную функции s s t по переменной t : |
s |
ds |
. В начальный |
|
|
||||
|
|
dt |
|
момент времени материальная точка имела скорость υ0 = 4 м/с и находилась на расстоянии 6 метров от начала отсчёта пути, то есть s 0 6 и 0 4 м/с. Составить дифференциальное уравнение, описывающее изменение величины пути s s t от времени t . Определить пройденный путь и скорость тела (рассмотреть случаи а) и б) ) через 15 секунд после начала движения.
|
dx |
|
2x 5 y; |
|
|
|
|
||
11. |
dt |
|||
|
|
|||
dy |
|
|
||
|
|
3x 4 y. |
||
|
|
|
||
|
dt |
|
||
|
|
|
81
Вариант 21
1. 1y dy 1x dx .
2. (1 + x)dy – (1 + y2)dx = 0.
3.y3dy + (3xy2 + 2x3)dx = 0.
4.e-ydx + (y – xe-y)dy = 0.
5. |
y |
|
y сtg x |
1 |
|
. |
|
|
|
|
|||||
sin x |
|
||||||
6. y( |
|
) = π. |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
7. |
y |
|
y 12 y |
0 . |
|
|
|
8. |
y(0) = 10, y (0) |
16. |
|
||||
9. |
y |
|
2 y 10 y f (x) ; |
|
|||
|
1) f(x) = x + 10; |
|
2) f(x) = (x2 + 1)ex ; |
3) f(x) = ex cos 3x. |
10. В рамках некоторого экономического процесса предполагают, что доход
Y t , полученный к |
моменту |
времени |
t определённой отраслью, |
является |
суммой инвестиций |
I t и |
величины |
потребления C t , Y t = I |
t + C t . |
Предполагают, что произведение скорости увеличения дохода на коэффициент капиталоёмкости прироста дохода b пропорционально величине инвестиций, т.е. b Y t I t . Напомним, что под капиталоёмкостью понимают показатель, характеризующий отношение основного капитала к произведённой в соответствующий период продукции или её части – чистому доходу, прибыли. Капиталоёмким считается производство, где наибольший удельный вес в полных издержках продукции имеет амортизационная составляющая. Найти
функцию дохода y |
y t , если известно, что величина потребления задаётся |
||||
функцией C |
et 1; |
коэффициент капиталоёмкости прироста дохода b 1 4 , |
|||
y(0) 5 . |
|
|
|
||
|
dx |
x |
4 y; |
|
|
|
|
|
|
||
11. |
dt |
|
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
dy |
2x 3y. |
|
dt |
||
|
||
|
82 |
Вариант 22
1. |
dy |
sin x dx 0. |
|
y |
|||
|
|
2.x dy = – y dx.
3.(x2 + y2)y dy + 2xy2 dx = 0.
4.e5xy dx + ( 15 e5x + y2 + 1)dy = 0.
5. |
y |
6 |
y |
5 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
x |
x6 |
|
|
|
|
|||||
6. y(1) = 6. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
7. |
y |
8y |
25y |
0 . |
|
|
|
|||
8. y(0) = 3, y (0) |
3. |
|
|
|
||||||
9. |
y |
3y 10 y f (x) ; |
|
|
|
|||||
|
1) f(x) = 2x3 + 3x + 5; |
2) f(x) = 3xe5x ; |
3) f(x) = 2xe-2xsin x. |
|||||||
10. Пусть задана некоторая кривая y |
x . Для произвольной точки x; y на |
данной кривой может быть задано уравнение касательной. Из геометрического смысла производной известно, что угловой коэффициент касательной равен
значению производной функции y |
x в |
точке x (т.е. k |
dy |
). Каждая |
|
||||
|
|
|
dx |
|
касательная к этой кривой пересекает прямую |
y 1 в точке с абсциссой, равной |
удвоенной абсциссе точки касания. Располагая условиями задачи, составить дифференциальное уравнение, которому удовлетворяет искомая кривая и найти
y |
x . Найти конкретную кривую y |
x , если известно, что она проходит |
через точку 1, 2 . |
|
|
dx |
|
4x 3y; |
|
|
|
|
||
11. |
dt |
|||
|
|
|||
dy |
|
|
||
|
|
5x 6 y. |
||
|
|
|
||
|
dt |
|
||
|
|
|
83
Вариант 23
1. dy |
|
1 |
|
|
|
dx . |
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
x2 |
|||||||
2. x dy – |
|
|
y |
|
dx = 0. |
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
ln x |
3.(x – y)dy – y dx = 0.
4.(3x2y + 5y + 1)dx + (x3 + 5x + y)dy = 0.
5. |
y |
|
1 |
|
y |
etg x . |
|||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
cos2 x |
|
||||
6. y( |
|
) = |
1 |
|
πe. |
|
|||
|
|
|
|
||||||
|
|
4 |
4 |
|
|
|
|
||
7. |
y |
|
|
7 y |
10 y |
0 . |
|||
8. |
y(0) = 6, |
y (0) |
15. |
||||||
9. |
y |
|
|
4 y 4 y f (x) ; |
|||||
|
1) f(x) = 2x3 + 3x2 + 1; 2) f(x) = (7x + 5)e2x ; 3) f(x) = xe2xsin x. |
||||||||
10. Пусть |
|
t |
скорость грузового судна в момент времени t . Согласно |
второму закону Ньютона произведение массы тела m на его ускорение a равно силе F t , действующей на грузовое судно ( m a F t ). Отметим, что ускорением тела называют первую производную его скорости по времени, то
есть а |
|
d |
. Судно замедляет своё движение под |
действием сопротивления |
|||||
|
|
|
|||||||
|
dt |
||||||||
воды |
F t , |
которое |
пропорционально его |
|
скорости |
с коэффициентом |
|||
пропорциональности k |
k 0 . Напомним, |
|
что |
сила |
направлена против |
||||
движения (на уменьшение скорости): F t |
k |
t |
. Найти закон изменения |
скорости как функции времени; найти t , если 0 2 (м/сек.).
|
dx |
|
7x 3y; |
|
|
|
|
||
11. |
dt |
|||
|
|
|||
dy |
|
|
||
|
|
14x 8 y. |
||
|
|
|
||
|
dt |
|
||
|
|
|
84
Вариант 24
1. |
2 |
dy |
dx |
|
0 . |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
||||
|
y |
|
x |
|
|
2. y(1 + x2)dy = (1+ y2)dx.
3. |
y |
|
x |
y |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
x |
y |
|
|
|
4. (2xey + y)dx + (x2ey +x + y2)dy = 0. |
|
||||||
5. |
y y sin x = ecos x. |
|
|
||||
6. y(0) = e. |
|
|
|
|
|||
7. |
y |
10 y |
|
25y |
0 . |
|
|
8. |
y(0) = 2, y (0) |
12. |
|
||||
9. |
y |
6 y 10 y f (x) ; |
|
||||
|
1) f(x) = 7x2 + 5x + 3; 2) f(x) = (x + 7)e4x ; 3) f(x) = xe-3xcos x. |
||||||
10. Пусть задана некоторая кривая y |
x . Для произвольной точки x; y на |
данной кривой может быть задано уравнение касательной. Из геометрического смысла производной известно, что угловой коэффициент касательной равен
значению производной функции y |
x в точке x (то есть k |
dy |
). Каждая |
|
|||
|
|
dx |
касательная к этой кривой пересекает прямую y 1 в точке с абсциссой, равной удвоенной абсциссе точки касания. Располагая условиями задачи составить дифференциальное уравнение, которому удовлетворяет искомая кривая и найти
y |
x . Найти конкретную кривую y |
x , если известно, что она проходит |
через точку 0, 1 . |
|
|
|
|
dx |
2x 2 y; |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
11. |
dt |
||||||||
|
|
|
|
||||||
dy |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
3x |
y. |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
dt |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 25 |
|
|
|
|
y |
dy |
|
dx |
|||
1. |
|
|
|
|
. |
||||
1 y2 |
x |
2. x dy – y dx = 0.
85
3.(x2 – y2) y = 2xy.
4.(sin y + x)dx + (x cos y + y)dy = 0.
|
|
|
1 |
x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
y |
xy |
e 2 . |
|||
6. |
y(0) = 1. |
|
|
|
|
|
7. |
y |
6 y |
13y |
0. |
||
8. |
y(0) = 2, |
y (0) |
4. |
|||
9. |
y |
y |
6 y |
|
f (x) ; |
1) f(x) = 5x2 + 2x + 4; 2) f(x) = 2x2e-2x ; 3) f(x) = e3xsin 5x.
10. Под темпом изменения функции понимают относительную скорость изменения функции, которая определяется её логарифмической производной:
Ty ln y |
y |
. Аналитиками была найдена формула темпа изменения |
|
y |
|||
|
|
производительности труда: |
Ty |
|
1 |
|
. Пусть |
y t представляет |
|
|
|
|
|||||
t 2 |
0,4t 0,08 |
||||||
|
|
|
|
собой производительность труда в момент времени t . Найти закон изменения производительности труда y t , если при t 0,05 она составляет 1 усл.ед.
|
|
|
dx |
|
|
5x |
2 y; |
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
11. |
|
dt |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
dy |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
6x |
4 y. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
dt |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 26 |
1. |
dy |
|
|
|
dx |
|
0 . |
||
|
|
|
x2 |
||||||
|
|
y2 |
|
|
|
2.dy = y tg x dx.
3.x dx + y dy = x dy – y dx.
4.(3x2 + 6xy2 + 1)dx + (6x2y + y)dy = 0.
5. y 2y ex .
6.y(0) = 4.
7.y 4 y 4 y 0.
86
8. y(0) = 7, y (0) |
2. |
|
9. y 2 y y f (x); |
|
|
1) f(x) = 3x + 5; |
2) f(x) = (5x + 2)ex ; |
3) f(x) = e2xcos 7x. |
10. В экономической теории эластичность функций применяется при анализе
спроса и потребления. Известно, что эластичность |
Ep y вычисляется |
по |
|||||||||
формуле E p y |
p |
|
y . |
Показатель эластичности функции спроса |
y |
||||||
y |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
относительно переменной |
p показывает, на сколько процентов изменится |
y |
|||||||||
при изменении цены |
p |
на 1%. Известно, что спрос считают эластичным |
|||||||||
|
|
|
Ep y |
|
|
||||||
относительно цены |
p , если |
Ep y |
1. Если |
|
1, то спрос не эластичен |
относительно цены. Говорят о |
спросе с единичной эластичностью, если |
|||||
|
Ep y |
|
1. Найти функцию |
спроса y p , |
если эластичность спроса |
|
|
|
|||||
относительно цены составляет Ep |
y |
1 и y 4 |
3. |
|
dx |
|
6x 2 y; |
|
|
|
|
||
11. |
dt |
|||
|
|
|||
dy |
|
|
||
|
|
4x 3y. |
||
|
|
|
||
|
dt |
|
||
|
|
|
Вариант 27
1.1y dy x dx .
2.(x2 + 1)dy – y dx = 0.
3. y |
x |
|
y |
. |
|
|
|||
|
y |
|
x |
4. (x3 + 3xy2 + y)dx + (y2 + 3x2y + x)dy = 0.
5. |
y |
y cos x cos x . |
||
6. |
y(0) = 2. |
|
|
|
7. |
y |
6 y |
8 y |
0. |
8. |
y(0) = 4, |
y (0) |
8. |
|
9. |
y |
4 y |
5y f (x) ; |
87
|
1) f(x) = 4x2 + 3; |
|
2) f(x) = x2e5x ; |
|
3) f(x) = (x + 1)e2x sin x. |
|||||
10. Согласно закону Ньютона скорость |
dT |
охлаждения тела пропорциональна |
||||||||
dx |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
разности |
температур |
T |
и t |
(соответственно тела и |
окружающей среды): |
|||||
|
dT |
k |
T t , |
где |
x |
время |
|
охлаждения, |
k коэффициент |
|
|
|
|
||||||||
|
dx |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пропорциональности. В среду с постоянной температурой 250С поместили тело, нагретое до 1000С. Через 15 минут температура понизилась до 700С. Через какое время температура тела станет равной 450С?
|
|
|
|
dx |
3x 3y; |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
11. |
|
dt |
||||||||
|
|
|
||||||||
|
dy |
|
|
|||||||
|
|
|
|
4x |
2 y. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
dt |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 28 |
|
1. |
1 dy |
dx |
0 . |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
3 |
2 |
|||||||||
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
y 3 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
2.dy = y dx.
3.(y – x)dy + (x + y)dx = 0.
4.(3x2 + 6xy2 + x)dx + (6x2y + y2 – 5)dy = 0.
5. |
y |
|
y cos x cos x . |
||
6. y( |
|
) = 2. |
|
|
|
2 |
|
|
|||
7. |
y |
|
4 y |
8y |
0 . |
8. |
y(0) = 1, |
y (0) |
4. |
||
9. |
y |
|
3y 4 y f (x) ; |
1) f(x) = 3x3 + 2x2 + 3; 2) f(x) = (2x +5)e-4x ; 3) f(x) = xex cos 5x.
10. Скорость размножения некоторого вида грибов пропорциональна их количеству, имеющемуся в наличии в рассматриваемый момент времени t с коэффициентом пропорциональности k . Из смысла производной скорость размножения грибов есть производная их количества по времени. В результате экспериментального опыта было обнаружено, что за шесть часов количество
88
грибов увеличилось в три раза. Известно, что в некоторый момент, принимаемый за начальный (t=0) количество грибов составляло 0 . Найти зависимость между количеством грибов B и временем
рассматриваемого процесса.
|
dx |
|
4x 5 y; |
|
|
|
|
||
11. |
dt |
|||
|
|
|||
dy |
|
|
||
|
|
3x 2 y. |
||
|
|
|
||
|
dt |
|
||
|
|
|
Вариант 29
1.dyy dx .
2.dy + y cos x dx = 0.
3.4xy dy = – y2 dx.
4.(x3 + 2xy2 + 1)dx + (2x2y + y3 + 2y)dy = 0.
5. |
y |
1 |
y |
x sin x . |
|||
|
|||||||
|
|
|
|
x |
|
|
|
6. y( |
|
) = 1. |
|
|
|||
2 |
|
|
|||||
7. |
y |
6 y |
9 y |
0 . |
|||
8. |
y(0) = 4, |
y (0) |
15. |
||||
9. |
y 8y 16 y f (x) ; |
1) f(x) = 2x2 + 3x + 7; |
2) f(x) = (x + 10)e4x ; |
3) f(x) = ex sin 4x. |
|
||
10. Ускорение поезда, |
начальная скорость которого равна |
0 |
25 |
м/с, |
|
|
|
|
|
|
|
представляет собой частное силы тяги F t и массы поезда m . |
Отметим, |
что |
ускорением тела называют первую производную его скорости по времени, то
есть а |
d |
. Сила тяги локомотива равна |
F t 5 8 t , где |
t скорость |
dt |
локомотива в момент t . Определить зависимость силы тяги поезда от времени t , если его масса m m0 .
89
|
|
|
dx |
|
|
3x |
4 y; |
|
|
|
|
|
|
|
|||
11. |
|
dt |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
dy |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
2x |
y. |
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
dt |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант 30 |
1. |
|
dy |
|
|
|
dx |
0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
2 |
|
x |
|||
1 y |
|
|
2.dy = – x2y dx.
3.x dy + (x + y) dx = 0.
4. |
sin y |
1 |
dx |
x cos y |
1 |
dy 0 . |
||
x |
y |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
5. |
y |
2xy |
|
x . |
|
|
|
|
6. |
y(0) = 2. |
|
|
|
|
|
||
7. |
y |
4 y |
|
5y |
0 . |
|
|
|
8. |
y(0) = 10, |
y (0) |
2. |
|
|
|||
9. |
y |
8y 25 y f (x) ; |
|
|
1) f(x) = 5x3 + 2x + 3; 2) f(x) = x2e4x ; 3) f(x) = 2xe-4x cos 3x.
10. Скорость изменения количества населения есть первая производная от количества населения по времени. Предполагается, что скорость изменения количества населения прямо пропорциональна наличному его количеству с коэффициентом пропорциональности k . Найти зависимость между количеством населения y и временем t , если известно, что в некоторый момент,
принимаемый за начальный, количество населения составляло y0 , а через год
население увеличилось на b %. В рамках данного допущения найти |
|
предполагаемое количество населения страны через 30 лет, зная что в 2001 |
г. |
оно составляло 130 миллионов человек, а прирост населения составил b 3%. |
|
|
dx |
|
6x 3y; |
|
|
|
|
||
11. |
dt |
|||
|
|
|||
dy |
|
|
||
|
|
5x 4 y. |
||
|
|
|
||
|
dt |
|
||
|
|
|
90