Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Математика. Ч. 2_1

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
28.12.2025
Размер:
2.23 Mб
Скачать

3.

6 6

x

5

 

 

12

 

12

 

x

5

 

12

ln

 

 

 

x

5

1

 

C;

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

3 3

(x 2)2

33

x 2 3ln

 

3 x 2 1

 

 

C;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

6 6

(x 1)7

12 6 (x 1)5

 

3 3

(x 1)2

 

8

x 1 486 x 1

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16ln

 

3

 

x 1 2

 

48

2arctg

x 1

C;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

6. arcsin(x 2) C;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

2

 

 

x2 2x 1 7ln

x 1

 

 

x2 2x 1

C;

8.

1

 

3x

2

12x

2

 

 

2

 

ln

 

3(x 2)

3x

2

12x 2

 

C;

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

1 x

5sin2x C;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

tg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

 

 

 

 

 

arctg

 

 

 

 

 

 

C;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

C;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 tg

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. 2

3arctg(

3(2tgx 1)) C;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

1

 

cos2x

1

cos

3

2x

 

 

1

 

 

C;

 

 

 

 

 

 

2

 

6

 

 

 

sinx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

C;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x

 

3sin3 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.

1

 

cos2x

 

 

 

1

cos

3

2x

C;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16. 4x ctgx C;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.

1

tg

2

 

x

ln

 

cosx

 

C;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

171

18.

1

 

cos6x

1cos2x 1sin2x

1sin4x C.

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

4

 

 

4

 

 

8

 

 

 

 

 

 

Тема 9. Определенный интеграл, его вычисление

1.

Вычислить определенные интегралы:

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

в) 2 sin2dx;

 

 

а)

 

 

 

;

б)

x e x2 dx;

 

 

1 x2

 

 

 

0

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

г)

3

 

 

 

dx

 

;

д)

 

2 lnx

dx.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 (x 1)2

 

 

 

 

 

1 x

 

 

 

 

 

 

 

2.

Вычислить интегралы методом подстановки:

 

 

3

 

 

9 x2 dx;

 

5/3

dx

 

;

2

 

dx

;

а)

 

 

б)

 

в)

 

 

 

1 3x 4

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

1 x x2 x 2

 

 

e

3 2

ln2

x

 

 

 

 

ln2

ex 1dx.

 

 

г) lnx

 

 

 

 

 

 

dx; д)

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

3.

Вычислить интегралы методом интегрирования по частям:

а) 2 x2 sinx dx;

0

г) 18 cosx d2x6x;

0

2

1

б) ln3xdx;

в) e2x x dx;

1

0

3

д) arctgxdx.

0

Ответы к теме 9.

1. а)

;

б)

1

1

1 ;

в)

1

;

г)

1;д) ln2 2.

 

 

 

 

 

 

 

3

 

2

e

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. а)

9

; б)

2

 

1

ln

3

 

;

в)

 

 

1

 

 

3

 

2

 

 

г)

33

3

;д) 2

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

3

 

 

 

4

 

 

 

 

 

2

 

 

4

 

2

 

 

 

8

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

172

3. а) 12;

б) 2ln6 ln3; в)

14 e2 1 ; г)

3

( 9 3);

162

д)

3

 

1ln4.

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

Тема 10. Приложения определенного интеграла

1. Найти площадь криволинейной фигуры, ограниченной следующими кривыми:

а) y 4 x2, y 0;

б) y (x 2)3, x 0, x 3, y 0;

в) y 3 x2, y x2 5;

 

 

 

 

г)

x cos2t

 

 

 

;

 

 

 

 

 

t 0;

2

 

 

 

y sin2t

 

 

 

 

 

 

x t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д)

 

 

 

 

t 0;2 ;

 

 

 

2

 

 

 

 

y t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е) 2sin ;

 

0; .

 

ж) 2 cos ,

 

2. Найти длину дуги кривой:

 

 

 

 

3

t,

 

3

 

 

 

а)

x 5cos

 

 

;

 

 

 

 

t

2

 

;2

 

y 5sin3 t,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) 2 2cos ;

 

 

 

 

 

в) y chx 4, x 0, x 1;

 

г)

x2 y2

16 от точки А(0; 0) до точки В(2; 2 3 ).

3. Найти объем тела, полученного вращением фигуры, ограниченной кривыми:

а) y 2x3, x 1, x 2, y 0 вокруг оси Ох; б) y x3, y 8, x 0 вокруг оси Оу;

в) y x2, y 8 x2 вокруг оси Оу;

173

г) y 1 x1 1, x 2, x 4 вокруг оси Ох; д) y (x 2)2, y x вокруг оси Ох.

Ответы к теме 10.

1. а) 2113; б) 15214; в) 13; г) 2; д) 113; е) ; ж) 94 . 2. а) 152 ; б) 16; в) sh1; г) 23 .

3. а) 72

4

;

б) 23 4 ;

в) 24 ;

г) 2

2

2ln3;

д) 18

2

.

 

7

 

 

 

 

3

 

 

3

 

Тема 11. Дифференциальные уравнения

сразделяющимися переменными

1.Найти общее решение дифференциального уравнения:

а) (x2 1)dy 2xy dx 0;

б) y x2 cos2 y;

в) y x3y 0;

г) (3 2cos3 x)dx cos2 xdy 0; д) x dy (1 x)2 dx 0.

2. Найти частное решение дифференциального уравнения:

а) (xy x)dx dy 0, y(0) 2;

б)

y x ex y , y(0) 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

y y, y(0) 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы к теме 11.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y arctg

 

C

,

 

x4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

C

,

1. а) y C(x

1);

б)

 

в)

4

 

 

 

 

 

 

y e

 

 

 

 

 

 

 

 

n,

n Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

2

y 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

174

y 3tgx 2sinx C ,

г)

 

n,

n Z

x

2

 

 

 

д)

 

x x C,

y lnx 4

 

x 0

 

 

 

 

x2

б) ey ex (x 1) 2;

в) y ex .

2. а) y e 2 1;

Тема 12. Однородные дифференциальные уравнения

1. Найти общее решение дифференциального уравнения:

а) xdy (y x)dx 0;

б) (x2 2y2)dx 2xy dy 0;

в) y x x2y ; г) y x y y .

2. Найти частное решение дифференциального уравнения:

а)

б)

в)

г)

 

 

 

y

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

y

e

x ,

y(1) 0;

 

 

 

 

 

x2y xy x2

y2

0,

y(1) 0;

 

 

 

 

y2

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

y

2 x2

x ,

y(1) 1;

 

 

 

xy y

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

1

ln

 

 

 

,

y(1)

e.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

Ответы к теме 12.

 

y x ln

 

x C

 

;

 

 

 

y2

 

1. а)

 

 

б)

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

x C e

 

 

x

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

в) y Cx2 x;

г) C y e y .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

175

2. а) e

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

1 ln

 

x

 

;

 

 

 

б)

 

 

ln

 

x

 

1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

2ln

 

x

 

 

x

1;

 

 

 

г) ln

 

y

 

 

 

x.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 13. Уравнения в полных дифференциалах

1. Найти решения уравнений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) y2dx (2xy 3)dy 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) (x y 1)dx (ey x)dy 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) (x2 y2 y)dx (2xy x ey )dy 0;

 

 

 

 

 

г) y ex dx (y ey )dy 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д) (y xln y)dx

 

 

x 1 dy

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы к теме 13.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. а)

Cy

2

 

 

 

 

1

 

x;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) e

y

 

 

1

x

2

xy x

C ;

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

1

 

x

3

xy

2

xy e

y

C ;

 

 

 

 

г) y e

x

 

1

y

2

C ;

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д) x2 ln y 2y(x 1) C.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 14. Линейные уравнения. Уравнения Бернулли

1. Найти решения линейных уравнений:

 

 

 

 

 

а) y

2xy x e x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) y

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x y xsinx;

 

в) y

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г) xlnxy y 5x;

 

 

 

y x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x lnx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д) (1 x2)y xy 1.

176

2. Найти решение уравнений Бернулли:

 

 

 

1

 

 

1

 

а)

y x y xy2 ;

б) y

 

 

y e2 x y2 ;

 

x

в)

y 7y e3x y2 ;

г) y 2y tgx sin2 x y;

д) 4xy 3y ex x4y5 ;

 

 

 

 

Ответы к теме 14.

1.а)

в)

2.а)

в)

y e x

2

 

x

2

 

;

б) y x(C cosx);

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y (lnx C)ln(lnx);

г)

y C 5x

;

д) y arcsinx C .

 

 

 

 

 

 

 

 

lnx

 

1 x2

y(x2 Cx) 1;

y 10e7x ;

e10x C

 

 

x

 

 

 

 

б) y e2 x

 

e4 x

1e4 x C

;

 

 

 

 

2

 

8

 

 

 

 

 

 

 

г) y

sec2 x

 

; д)

y 4

x3(ex C).

tgx x C

 

 

 

 

 

Тема 15. Дифференциальные уравнения, допускающие понижение порядка

1. Найти общие решения дифференциальных уравнений, где даны начальные условия – решить задачу Коши:

а)

y

x 2sinx;

б)

ex (y ex ) 1;

 

 

в)

y

 

 

1

 

 

 

 

2; г)

xy

 

y

 

1 x;

 

 

 

 

 

x , y(1)

1, y (1)

 

 

 

 

 

д)

 

 

 

 

y

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

, y(1)

 

 

y

 

 

 

 

1

ln

 

;

е)

xy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

ln y

y (1) e;

 

 

 

 

 

 

x

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж)

y

3

y

 

1;

 

 

 

з)

y

 

 

 

 

 

, y(0)

 

 

1;

 

 

 

 

 

 

 

2yy

y (0)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

, y( 1)

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

и) 1 y y (y )

1, y ( 1)

 

 

 

 

 

 

 

177

Ответы к теме 15.

1. а)

y

x3

 

2sinx C x C

2

;

б)

y ex e x C x C

2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) y x lnx 2;

 

 

 

 

 

 

г) y

x C ln

 

x

 

C

2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

C x

 

1

 

 

C x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е)

y e

x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

e

1

 

 

 

e

1

C

2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C1

C2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C y2

1

 

 

 

x)2;

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж)

 

1

 

 

 

 

(C2

 

 

з)

y

 

 

 

 

 

 

 

;

и) y x.

 

 

 

2C12

 

 

 

1

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 16. Однородные дифференциальные уравнения

спостоянными коэффициентами

1.Найти общее решение заданных дифференциальных уравнений, где даны начальные условия – решить задачу Коши:

а)

2y

 

3y

 

y 0;

 

 

 

 

б)

2y

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0, y(0) 1, y (0) 2;

 

в)

y

 

2y

 

y 0;

 

 

 

 

г)

9y

 

6y

 

 

 

 

 

2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y 0, y(0) 0, y (0)

д)

y

 

3y

 

4y 0;

 

 

е)

y

 

y

 

 

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

0, y(0) 0, y (0)

 

Ответы к теме 16.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y C ex C e

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) y 5 4e

x

 

1. а)

 

2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

;

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) y e x (C C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

2

x);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г) y 2x e

3 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

е) y 3 1e x .

 

 

д)

y e

2 (C

cos

 

x C

sin

 

 

x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тема 17. Неоднородные дифференциальные уравнения

с постоянными коэффициентами и специальной правой частью

1. Найти общее решение уравнения:

 

а) 3y 4y y 5 3x;

б) y 9y 6x 2;

178

 

в) y 4y x2 3x 7;

 

 

 

 

 

 

 

г) y 2y 3 x2 ;

д) y 3y x 5;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е) y y 2y e3x 4x;

ж)

2y 5y 3y ex (x 5);

з)

y y 2cosx 3sinx;

и)

2y y e2x (cos3x x sin3x);

к)

y y e3x x x2 ex .

Ответы к теме 17.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. а)

y C ex C e3x 3x 2;

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2 x 2;

 

 

 

 

 

 

б)

y C

e 3x C

 

e3x

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

3

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

y C

e 2x C

 

e2x

1 x2 3 x 13;

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

4

 

4

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

y C C

2

e 2x 1 x3 1 x2 5 x;

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

4

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д)

y C C

 

e3x

1 x2 16 x;

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

6

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е) y C

e 2x C

 

ex e3x

2 x

2 ;

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

5

 

 

 

 

ж) y C

 

ex C e23x ex

1 x2

7x

;

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з)

y C C

 

 

e x

1cosx 5sinx;

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и)

y C e 2

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

2 e2x (( 0,03x 0,35)cos3x

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 0,01x 0,11)sin3x);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

5

 

 

 

3

 

 

к) y C C ex e3x

 

 

ex

x

 

x2 2x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

33

 

 

179

Тема 18. Метод вариации произвольной постоянной

 

 

1. Решить уравнения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ex

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

y

2y

y

9 x2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

y

16y

cos4x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

y

2y

10y

sin3x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

y

4y sin2 2x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д)

 

 

y

 

2y

 

y

2e

x

 

x

1, y(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0, y (0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е)

 

 

 

y 4y e5x sinex ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж)

 

y 4y tg2 2x.

 

 

 

 

Ответы к теме 18.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. а)

 

 

y C

 

 

ex C x ex

9 x2

ex arcsin

x

x ex ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

y C cos4x C

sin4x

 

 

ln

 

cos4x

 

cos4x;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

y C

 

 

e x cos3x C

2

e x sin3x 1 xe x cos3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin3x

 

e x sin3x;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin2x 3ln

 

 

 

 

 

 

 

 

cos2x 3;

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

 

 

y C cos2x C

 

tgx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

x

 

1

 

 

x

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

4

 

 

 

 

 

3

 

 

 

x

 

 

 

 

 

д)

 

y

 

 

e

 

x e

 

 

 

(x

 

1)

2

 

(x

1)

2

 

e

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

3

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4(x 1)2 x e x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

y C C e4x e3x sinex 3e2x cosex 6ex sinex 6cosex ;

 

 

 

 

е)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж)

y C cos2x C

 

sin2x

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1cos2x

cos2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4cos2x

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

ln

 

tgx 1

 

 

1

 

 

 

 

 

sin2x.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

tgx 1

 

4

sin2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

180