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

лин с пр частью

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
17.02.2016
Размер:
266.41 Кб
Скачать

ИрГУПС Кафедра «Высшая математика» 9.3.10. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения со специальной правой частью

______________________________________________________________________________________

9.3.10. ЛИНЕЙНЫЕ НЕОДНОРОДНЫЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ СО СПЕЦИАЛЬНОЙ ПРАВОЙЧАСТЬЮ

ИрГУПС Кафедра «Высшая математика» 9.3.10. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения со специальной правой частью

______________________________________________________________________________________

ВАРИАНТ №1

1. Найти общее решение линейного дифференциального уравнения, если известны корни его характеристического уравнения и правая часть f(x). Восстановить вид дифференциального уравнения:

1.1. k

= ±1,

k

3,4

= 0, f (x) = ex x2

1,2

 

 

 

 

1.2. k1,2

= ±2,

k3,4

= ±2i,

f (x) = −Sin3x

1.3. k

3i, k

 

=3 ±i,

f (x) =e3xCosx

1,2

 

3,4

 

 

2. Проинтегрировать следующие уравнения и, где указано, решить задачу Коши:

2.1. y

′′

+ y = 4e

x

, y(0)

= 4,

= −3

 

 

y (0)

2.2.y′′+ y = 2Cosx Sinx

2.3.y′′+ y = exCosx

2.4.y′′+ y= x3e2 x

2.5.y′′−5y′+6y = 4e2x , y(0) =0, y(0) =1

2.6.y′′−5y′+6y= 2xe2x

2.7.y′′−5y′+6y =Cos3x +2Sin3x

2.8.y′′−5y′+6y=e3x Sin2x

2.9.y′′−2 y′+ y = x2ex

2.10.y′′−2 y′+ y = ex Sinx

2.11.y′′−2 y′+ y= x3 +1

2.12.y′′−2 y′+ y = Cos2x +1

ИрГУПС Кафедра «Высшая математика» 9.3.10. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения со специальной правой частью

______________________________________________________________________________________

ВАРИАНТ №2

1. Найти общее решение линейного дифференциального уравнения, если известны корни его характеристического уравнения и правая часть f(x). Восстановить вид дифференциального уравнения:

1.1. k1,2 = ±i, k3,4 = 0, f (x) = −2Cosx

1.2. k

= 3, k

2

= 0,

k

3

= −1,

f (x) = ex +3

1

 

 

 

 

 

 

1.3. k

 

= −2

±i, k

3,4

 

= ±2,

f (x) = e2 x Sinx

1,2

 

 

 

 

 

 

2. Проинтегрировать следующие уравнения и, где указано, решить задачу Коши:

2.1. y

′′

4 y = 4,

y(0) = 4,

= −3

 

y (0)

2.2.y′′−4 y = 5x

2.3.y′′−4 y = 2x2e2 x

2.4.y′′−4 y = e2 x Sin2x

2.5. y

′′

4 y

+5 y = xe

2 x

= 0

 

 

 

, y(0) = y (0)

2.6.y′′−4 y′+5 y = e2 xCosx

2.7.y′′−4 y′+5 y =1x2 +e2 x

2.8.y′′−4 y′+5 y = ex (Sin2x 3Cos2x)

2.9.y′′+2 y′+ y = x3 1

2.10.y′′+2 y′+ y = 5ex

2.11.y′′+2 y′+ y = 2e2 x 3e3x

2.12.y′′+2 y′+ y = exCosx

ИрГУПС Кафедра «Высшая математика» 9.3.10. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения со специальной правой частью

______________________________________________________________________________________

ВАРИАНТ №3

1. Найти общее решение линейного дифференциального уравнения, если известны корни его характеристического уравнения и правая часть f(x). Восстановить вид дифференциального уравнения:

1.1. k1,2

= 0,k3,4

= 2 ±i,

f (x) = −2Sinx

1.2. k

= 0,k

3,4

= ±i,

f (x) = e2 x +2x

1,2

 

 

 

 

1.3. k = 2,k

2,3

= 2 ±i,

f (x) = e2 xCosx

1

 

 

 

 

2. Проинтегрировать следующие уравнения и, где указано, решить задачу Коши:

2.1. y

′′

+4 y =8x,

y(0) = 0,

= 4

 

y (0)

2.2.y′′+4 y = 2xe2 x

2.3.y′′+4 y = 3Cos2x Sin2x

2.4.y′′+4 y = ex Sin2x

2.5.y′′+4y′−5y =x2 +Sin5x,

′′

5x

,

y(0) =2,

=0

2.6. y

+4y

5y =3e

y (0)

2.7.y′′+4y′−5y =x2ex

2.8.y′′+4y′−5y =exSin5x

2.9.y′′−4 y′+4 y = e2 x Sin2x

2.10.y′′−4 y′+4 y = x3 3x2 +5

2.11.y′′−4 y′+4 y = 4

2.12.y′′−4 y′+4 y = 4e2 x

ИрГУПС Кафедра «Высшая математика» 9.3.10. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения со специальной правой частью

______________________________________________________________________________________

ВАРИАНТ №4

1. Найти общее решение линейного дифференциального уравнения, если известны корни его характеристического уравнения и правая часть f(x). Восстановить вид дифференциального уравнения:

1.1. k1,2

= −1,

k3,4

= ±3i, f (x) = 2Sin3x

1.2. k

= ±1,

k

3,4

= 0, f (x) = ex 3

1,2

 

 

 

1.3.k1,2 =0,k3,4 =1±i, f (x) =ex (2CosxSinx)

2.Проинтегрировать следующие уравнения и, где указано, решить задачу

Коши:

2.1.y′′−4y′+4y = x2e2x

′′

+4y =3e

2x

=12

2.2. y

4y

 

, y(0) =2, y (0)

2.3.y′′−4y′+4y =e2xCos2x

2.4.y′′−4y′+4y = xSin2x

2.5. y

′′

+2 y

= 5, y(0)

=1,

= 0

 

 

y (0)

2.6.y′′+2 y′ = x2 e x

2.7.y′′+2 y′ = e2 x Sinx

2.8.y′′+2 y′ = x3e2 x

2.9.y′′−6 y′+10 y = ex Sin3x

2.10.y′′−6 y′+10 y = xe3x

2.11.y′′−6 y′+10 y = e3x (Cosx +2Sinx)

2.12.y′′−6 y′+10 y = x +ex

ИрГУПС Кафедра «Высшая математика» 9.3.10. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения со специальной правой частью

______________________________________________________________________________________

ВАРИАНТ №5

1. Найти общее решение линейного дифференциального уравнения, если известны корни его характеристического уравнения и правая часть f(x). Восстановить вид дифференциального уравнения:

1.1. k

 

= 1

±2i, k

 

=2, k =0,

f (x) = 1 Cos2x

 

1,2

2

3

 

 

 

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.

k

=0,

k =2, k

 

2i,

f (x) =x2 +e2x

 

1

 

 

2,3

 

 

4,5

 

 

1.3. k

 

= −1±2i,

k

3,4

= −1, f (x) = ex (Sin2x +Cos2x)

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Проинтегрировать следующие уравнения и, где указано, решить задачу Коши:

2.1. y

′′

+6y = −7e

2x

,

=1

 

+5y

 

y(0) = y (0)

2.2.y′′+5y′+6y =e3x (Cos2x 2Sin2x)

2.3.y′′+5y′+6y =(x2 +1)ex

2.4.y′′+5y′+6y =3

2.5.y′′−6 y′+9 y = 5Cos3x 2Sin3x

2.6.y′′−6 y′+9 y = x3

2.7.y′′−6 y′+9 y = xe3x 2x

2.8. y

′′

6 y

+9 y = e

3x

Cos2x,

y(0) = 0,

= 2

 

 

 

y (0)

2.9.y′′+16 y = e2 xCos2x

2.10.y′′+16 y = 5 7x

2.11.y′′+16 y = 4e4 x +e4 x

2.12.y′′+16 y = 5Sin4x

ИрГУПС Кафедра «Высшая математика» 9.3.10. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения со специальной правой частью

______________________________________________________________________________________

ВАРИАНТ №6

1. Найти общее решение линейного дифференциального уравнения, если известны корни его характеристического уравнения и правая часть f(x). Восстановить вид дифференциального уравнения:

1.1. k1,2

=

1 , k3,4 = ±2i, f ( x) = 1 Sin 2 x

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

1.2. k =1,

k

2,3

= 0,

k

4

= 2,

f (x) = ex 1

1

 

 

 

 

 

 

 

1.3. k

= ±3i,

k

3,4

= 3 ±i,

f (x) = e3x (Sin3x +Cos3x)

1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Проинтегрировать следующие уравнения и, где указано, решить задачу Коши:

2.1.y′′− y′ = 5x2 , y(0) = y(0) = 0

2.2.y′′− y′ = Sinx 2Cosx

2.3.y′′− y′ = ex Sin2x

2.4.y′′− y′ = e2 x +ex

2.5.y′′−6 y′+10 y = 2e3 x

2.6. y′′−6 y′+10 y = 7, y(0) = 2, y(0) = −2

2.7.y′′−6 y′+10 y = e3 x Cosx

2.8.y′′−6 y′+10 y = (5 x 2 )e x

2.9.y′′−10 y′+ 25 y = 7e5 x

2.10. y′′−10 y′+ 25 y = 23 x 3

2.11. y′′−10 y′+ 25 y = e5 x Sin 2 x

2.12. y′′−10 y′+ 25 y = xe x x 2

ИрГУПС Кафедра «Высшая математика» 9.3.10. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения со специальной правой частью

______________________________________________________________________________________

ВАРИАНТ №7

1. Найти общее решение линейного дифференциального уравнения, если известны корни его характеристического уравнения и правая часть f(x). Восстановить вид дифференциального уравнения:

1.1. k1,2 = ±2i,

k3,4 = 0,

f (x) = Cosx

1.2. k

=1,

k

2

= −3,

k

3,4

= 0, f (x) = ex +5x

1

 

 

 

 

 

1.3.k1 =1, k2 =3, k3,4 =−1±4i, f (x) =2exCos4x

2.Проинтегрировать следующие уравнения и, где указано, решить задачу

Коши:

2.1.y′′− y′=ex , y(0) = y(0) =0

2.2.y′′− y′= x3 5x

2.3.y′′− y′=exCos2x

2.4.y′′− y′=ex x

′′

3x

2

=2

2.5. y

+6y

+10y =e

x ,

y(0) =1, y (0)

2.6.y′′+6y′+10y =Cosx2Sinx

2.7.y′′+6y′+10y =e3xSinx

2.8.y′′+6y′+10y =23

2.9.y′′+36 y′+324 y = 3x3 5

2.10. y

′′

+36 y

+324 y = e

18x

, y(0) = 0,

=1

 

 

 

y (0)

2.11.y′′+36 y′+324 y = e18x (Cosx 2Sinx)

2.12.y′′+36 y′+324 y = e9 xCos2x

ИрГУПС Кафедра «Высшая математика» 9.3.10. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения со специальной правой частью

______________________________________________________________________________________

ВАРИАНТ №8

1. Найти общее решение линейного дифференциального уравнения, если известны корни его характеристического уравнения и правая часть f(x). Восстановить вид дифференциального уравнения:

1.1. k = 1 ,

k

2,3

= ±1 i, k

4

=0,

f (x) =Cos 1 x

 

1

3

 

3

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

1.2. k

=2(1±i), k =0, k =2,

f (x) =e2xSinx

 

1,2

 

 

 

3

 

4

 

 

1.3.

k

=1,

k

 

4i,

k

=0,

f (x) =2ex 4

 

1,2

 

3,4

 

5

 

 

 

2. Проинтегрировать следующие уравнения и, где указано, решить задачу Коши:

2.1. y

′′

+ y = 2Cosx,

y(0) =1,

=0

 

y (0)

2.2.y′′+ y =ex Sinx

2.3.y′′+ y =ex x +x2

2.4.y′′+ y = 25

2.5.y′′+36y′+325y =x2 +5x

′′

18x

,

=0

2.6. y

+36y

+325y =e

y(0) =y (0)

2.7.y′′+36y′+325y =e18x(Sinx2Cosx)

2.8.y′′+36y′+325y =e2x +x2

2.9.y′′+2y′+ y =e2x x2

2.10.y′′+2y′+ y =e2x x

2.11.y′′+2y′+ y =e2xCos2x

2.12.y′′+2y′+ y =Sinx

ИрГУПС Кафедра «Высшая математика» 9.3.10. Линейные неоднородные дифференциальные уравнения со специальной правой частью

______________________________________________________________________________________

ВАРИАНТ №9

1. Найти общее решение линейного дифференциального уравнения, если известны корни его характеристического уравнения и правая часть f(x). Восстановить вид дифференциального уравнения:

1.1. k

=1, k

2

= −1, k

3

= 0, f (x) = ex

 

1

 

 

 

 

 

 

1.2.

k

 

= ±i,

k

3,4

= 0,

f (x) = Sinx + x2ex

 

1,2

 

 

 

 

 

 

1.3.k1,2 =1, k3,4 =2 ±5i, k5 =2, f (x) =e2xSin5x

2.Проинтегрировать следующие уравнения и, где указано, решить задачу

Коши:

2.1.y′′+6 y′+9y =10Sinx

2.2.y′′+6 y′+9y = e3xCosx

2.3.y′′+6 y′+9y = x3 e3x

2.4. y

′′

+6 y

+9 y = e

3x

= 2

 

 

 

, y(0) = y (0)

2.5.y′′−5 y′ = ex (x2 5)+ x2 +5

2.6.y′′−5 y′ = e5 x (x2 1)

2.7.y′′−5 y′ = e5 xCosx

2.8. y

′′

5 y

= Sin5x,

 

 

y(0)= 0, y (0)=1

2.9.y′′−8 y′+17 y = e4 x (x 2)

2.10.y′′−8 y′+17 y = e4 x (5Cosx 3Sinx)

2.11.y′′−8 y′+17 y = x3

2.12.y′′−8 y′+17 y =14Sinx