
Гургула, Мойсишин "Розрахи з матана",
.pdf211
в) y'''−4 y''+y'−4 = 0 . |
|
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|
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||
3.22. а) |
y''−6 y'+13y = 0 ; |
|
|
|
|
|
б) |
y''−13y'+42 y = 0, |
y(0) = |
1 |
|
, y'(0) = 2 ; |
|
6 |
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|||||
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|
в) y'''−3y''−y'+3y = 0 . |
|
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|||
3.23. а) |
y''−9 y'+14 y = 0 ; |
|
|
|
|
|
б) |
y''+4 y'+8 y = 0, |
y(0) = 1, |
y'(0) = 4 ; |
|||
в) y'''+4 y''+4 y'= 0 . |
|
|
|
|
||
3.24. а) |
y''−36 y'+324 y = 0 ; |
|
|
|
||
б) |
y''−2 y'+26 y = 0, |
|
y(0) = 3, |
y'(0) = 11 ; |
||
в) y'''−3y''−9 y'+27 y = 0 . |
|
|
|
|||
3.25. а) |
y''+6 y'+9 y = 0 ; |
|
|
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|
|
б) y''+49 y = 0, y(π ) = 1, y'( |
π ) = 6 ; |
|||||
|
|
7 |
|
|
7 |
|
в) y IV + 2 y'''−3y'' = 0 . |
|
|
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|||
3.26. а) |
y''+6 y'+10 y = 0 |
; |
|
|
|
|
б) |
′ |
|
|
|
|
|
y' −4 y'= 0, y(0) = 7, y'(0) = 16 ; |
||||||
в) y IV + 4 y'''+7 y''+6 y'+2 y = 0 . |
||||||
3.27. а) |
y''−30 y'+225 y = 0 |
; |
|
|
|
|
б) |
y''+2 y'+2 y = 0, |
y(0) = 3, |
y'(0) = 5 ; |
|||
в) y'''−y''−y'+y = 0 . |
|
|
|
|
||
3.28. а) |
y''−6 y'+25 y = 0 |
; |
|
|
|
|
б) |
y''+4 y'−5 y = 0, |
y(0) = 1, |
y'(0) = 13 ; |
212
в) y IV − 4 y''+4 y = 0 .
3.29. а) |
y''−6 y'+5 y = 0 ; |
|
|
|
|
б) |
y''+2 y'+10 y = 0, |
y(0) |
= 1, |
y'(0) |
= 2 ; |
в) y'''+2 y''−7 y′+ 4 y = 0 . |
|
|
|
||
3.30. а) |
3y''+2 y − y = 0 ; |
|
|
|
|
б) |
y''−4 y'+13y = 0, |
y(0) |
= 1, |
y'(0) |
= 0 ; |
в) y IV −16 y''+64 y = 0 .
Задача 4. Розв’язати диференціальні рівняння. В пункті б) знайти частинний розв’язок, що задовольняє початковим умо-
вам y(x0 ) = y0 , |
y'(x0 ) = y0′ . Рівняння пункту г) розв’язати ме- |
||||||||||||||||||||||
тодом варіації довільних сталих. |
|
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4.1. |
а) |
y′′− 4 y′ = 8 −16x ; |
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|
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|||||||||||
|
б) |
y |
′′ |
|
+ y |
′ |
− 2 y = cos x −3sin x, |
|
′ |
|
= 2 |
; |
|||||||||||
|
|
|
|
y(0) = 1, y (0) |
|||||||||||||||||||
|
в) y′′+ 4 y = −8sin 2x + 32 cos 2x + 4e2 x ; |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
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|
′′ |
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
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|
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|
|
г) |
y |
+ 9 y = sin 3x . |
|
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|
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|
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||||||||||
|
|
|
|
|
|
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||||||||||||
4.2. |
а) |
y′′− 2 y′+ y = 4ex ; |
|
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|
|
|
|
|||||||||||
|
б) 4 y |
′′ |
+16 y |
′ |
+15y = |
4e |
− |
3x |
, y(0) = |
′ |
= −5,5 ; |
||||||||||||
|
2 |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
3, y (0) |
||||||||||||||||||
|
в) y′′− y′ =128cos8x −64e8 x |
; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
г) |
y′′+ 4 y = 8ctg 2x . |
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
|||||||||||
4.3. |
а) |
y′′+ 3y′ =10 − 6x ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
б) |
y |
′′ |
|
− y |
′ |
= 2(1 − x), |
y(0) = 1, |
|
′ |
= 1; |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
y (0) |
|
|
|
||||||||||||||||
|
в) |
y′′+ y = 2sin x −8cos x + 2ex ; |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
′′ |
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
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|
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|
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|
|
|
г) |
y |
+ 9 y = cos 3x . |
|
|
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||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|||||||||||
4.4. |
а) |
y′′+ 2 y′+ y = (18x +8)e−x ; |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
б) |
y |
′′ |
|
+ y + sin 2x = 0, |
y(π) = |
1, |
′ |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
y (π) = 1; |
|
|
|
в) y′′+16 y =16 cos 4x −16e4 x ;
213
|
|
|
′′ |
|
|
|
|
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
4e2 x |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
г) y |
− |
6 y |
+8y = 1 + e−2 x . |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
4.5. |
а) |
y′′+ y′− 2 y = 9 cos x − 7 sin x ; |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
б) |
y |
′′ |
|
− 4 y |
′ |
|
+ 3y = e |
5 x |
, |
|
y(0) = |
3, |
′ |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y (0) = 9 ; |
||||||||||||||||||||||
|
в) y′′− y′ = 2x −1 −3e2 x ; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
г) y′′ |
|
− 2 y′ |
= |
4e−2 x |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
1 + e−2 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
4.6. |
а) |
y′′−14 y′+ 49 y =147 sin 7x ; |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
б) |
y |
′′ |
−8y |
′ |
|
+16 y = e |
4 x |
, y(0) = |
|
′ |
=1 ; |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0, y (0) |
|||||||||||||||||||||||
|
в) y′′− 4 y′ = 8(e4 x + e−4 x ) ; |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
′′ |
|
|
|
|
|
|
′ |
|
|
|
|
e−x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
г) y |
|
+ 2 y |
+ y = x . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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||||||||||||||||||
4.7. |
а) |
y′′− 4 y′+ 4 y = sin x ; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
б) |
2 y |
′′ |
− y |
′ |
= 1, |
|
y(0) = 0, |
′ |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
y (0) = 1 ; |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
в) y′′− y = e2 x + ex (x2 + x +1) ; |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
′′ |
|
|
|
|
|
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
г) |
y |
|
+ 3y |
+ 2 y = ex +1 . |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
4.8. |
а) |
y′′+ 4 y′−5 y =1 ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
б) |
y |
′′ |
|
+ 4 y = cos 2x, |
|
y(0) = 0, |
′ |
π |
= 0 |
; |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
y ( 4 ) |
||||||||||||||||||||||||||
|
в) y′′+ y′ = ex + x2 ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
′′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ex |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
г) y |
|
− y = ex +1 . |
|
|
|
|
|
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|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
|
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|||||||||||||||||
4.9. |
а) 2 y′′+ y′− y = 2e2 x ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
б) |
y |
′′ |
|
− y |
′ |
− 6 y = 2, |
|
|
y(0) = 1, |
′ |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
y (0) = 0 ; |
|
||||||||||||||||||||||
|
в) |
y′′− 4 y′+ 3y = 3e2 x |
− 4sin 2x ; |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
г) |
y′′− 2 y′+ 2 y = e−x ctgx . |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
4.10. а) |
y′′−3y′+ 2 y = 3e2 x ; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
б) |
y |
′′ |
|
+ 2 y |
′ |
|
+ y = −2sin x, |
y(0) = |
|
′ |
= 1 ; |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
1, y (0) |
|||||||||||||||||||||||||
|
в) |
y′′− y′ = 2ex |
+ cos x ; |
|
|
|
|
|
214
|
|
′′ |
|
|
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
ex |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
г) y |
− 2 y |
+ y = x . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
4.11. а) |
4 y′′− 4 y′+ y = −25 cos x ; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
+ 3y |
′ |
= 10 − 6x, |
y(0) = 2, |
′ |
; |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
y (0) = 7 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
в) y′′+16 y =16 cos 4x −16e4 x ; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
′′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г) |
y |
+ y = cos x . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
4.12. а) |
y′′− 2 y′+ 2 y = 2x ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
+ 6 y |
′ |
+9 y = 72e |
3x |
, |
|
|
′ |
= 2 ; |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
y(0) = 4, y (0) |
|
|
|
|||||||||||||||||||
в) y′′+ 36 y = 24 sin 6x + 36e6 x . |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
′′ |
|
|
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
ex |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
г) y |
− 2 y |
+ y = x . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
4.13. а) |
y′′+ y′ = cos x ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
+ y |
′ |
= x |
2 |
+ 2x, |
y(0) = 4, |
′ |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
y (0) = −2 ; |
|
|
|
||||||||||||||||||||
в) |
y′′+ y′ = 2chx ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
г) |
y′′+ 4 y = ctg 2x . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
4.14. а) |
y′′− 2 y′−8 y =12 sin 2x −36 cos 2x ; |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
− 6 y |
′ |
+ 9 y = 9x − 6, |
|
′ |
= 2 ; |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
y(0) = 1, y (0) |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
в) y′′+ 4 y = ex +1; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
г) |
y′′+ y = tgx . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
4.15. а) |
y′′+9 y =10e3x ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
−13y |
′ |
+12 y =18x |
2 |
−39, |
y(0) = 2, |
′ |
= 3 ; |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
y (0) |
|
|||||||||||||||||||||
в) y′′− 4 y′+5y =1 + cos2 x ; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
′′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
г) |
y |
+ y = sin 3 x . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
4.16. а) |
y′′+ 6 y′+9 y = 9xe−3x |
|
; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
− 4 y |
′ |
+ 5 y = sin x + 2 cos x, |
|
′ |
|
= 11 |
; |
|||||||||||||||||
|
|
|
y(0) = 0, y (0) |
||||||||||||||||||||||||
в) y′′+9 y = −18sin 3x −18e3x ; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
г) |
y′′ |
− y′ = |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
e−x +1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
215
4.17. а) y′′+ 4 y′+ 5 y = 5x2 −32x + 5 ;
б) |
y |
′′ |
+ y = 3sin 4x + 2 cos 4x, |
π |
|
|
|
′ |
π |
= 0 ; |
|||||||||||||||||||||
|
|
y( 2 ) = 0, |
y ( |
2 ) |
|||||||||||||||||||||||||||
в) y′′− y′ = 2x −1 −3e2 x ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
′′ |
|
|
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
e−x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
г) y |
+ 2 y |
+ y = x2 −1 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
4.18. а) |
y′′−8 y′+ 20 y =16(sin 2x − cos 2x) ; |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
− 4 y |
′ |
= 32 −384x |
2 |
, |
y(1) = 2, |
′ |
|
= 0 ; |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
y (1) |
|
||||||||||||||||||||||||||
в) y′′+ 5 y′+ 6 y = (x2 +1)ex + xe2 x ; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
′′ |
|
|
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
ex |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
г) y |
− 2 y |
+ y = x2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
4.19. а) y′′− 2 y′ = 6 +12x − 24x2 ; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
+ 2 y |
′ |
+ y = −2sin x, |
π |
|
′ |
π |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
y( 2 ) = 0, |
y ( |
2 ) = 0 ; |
|
|||||||||||||||||||||||||
в) y′′+16 y =16 cos 4x −16e4 x |
; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
′′ |
|
|
|
|
|
ex |
|
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|
|
|
|
|
|
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|
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||||
г) y |
− y = 1 + ex . |
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||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
||||||||||||||||||
4.20. а) y′′+ 4 y′ = 20x2 |
+12x + 2 ; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
+ 6 y |
′ |
+ 9 y = 10sin x, |
y(0) = 2, |
′ |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
y (0) = 3 ; |
|
|||||||||||||||||||||||||||
в) |
y′′+ y = 2sin x −8cos x + 2ex ; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
г) y′′ |
−3y′ |
|
|
|
9e−3x |
|
|
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|
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|
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|
|
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|
|
||||||||||||||
= |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
3 + e−3x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
4.21. а) |
y′′−6 y′+ 9 y = 72e3x ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
− 2 y |
′ |
= e |
x |
(x |
2 |
+ x −3), |
y(0) = |
2, |
|
′ |
|
|
; |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
y (0) = 2 |
||||||||||||||||||||||||||
в) y′′− y′ =128cos8x −64e8 x |
; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
′′ |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
π 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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|||||
г) |
y |
+π |
|
|
y = sin πx . |
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||||||||||||||||
4.22. а) y′′+ 2 y′+ y = 4x3 + 24x2 + 22x − 4 ; |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
− 4 y |
′ |
+ 5y = 2x |
2 |
e |
x |
, |
y(0) = 2, |
′ |
|
= 3 ; |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
y (0) |
|
в) y′′+ 4 y = −8sin 2x + 32 cos 2x + 4e2 x ;
216
г) |
y′′+ y = 4ctgx . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
4.23. а) y′′+ 7 y′+12 y = 24x2 +16x −15 ; |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
− 4 y |
′ |
+ 20 y =16xe |
2 x |
|
|
|
′ |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
, y(0) =1, y |
(0) = 2 ; |
|
||||||||||||||||||||
в) |
y′′+ 2 y′+ y = 3sin 2x + cos x ; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
′′ |
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
г) |
y |
+16 y = cos 4x . |
|
|
|
|
|
|
|
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|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
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|
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|
||||||||||||||
4.24. а) |
y′′− 4 y′+13 y = 26x + 5 ; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
−9 y |
′ |
+18 y = 26 cos x − |
|
|
|
|
′ |
= 2 ; |
||||||||||||||||
|
|
8sin x, y(0) = 0, y (0) |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
′′ |
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 x |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
||
в) |
y |
− 4 y |
+ 4 y = 2e + 2 ; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
′′ |
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г) |
y |
−3y |
+ 2 y = 2 + e−x . |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
4.25. а) |
y′′+ 2 y′+ 2 y = 2x2 |
+8x + 6 ; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
−10 y |
′ |
+ 25y = e |
5 x |
, |
|
|
|
y(0) =1, |
′ |
|
= 0 ; |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
y (0) |
|
|
||||||||||||||||||
в) y′′−3y′ = e3x |
+ e−3x |
+3cos 3x ; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
г) |
y′′+ 4 y = 4ctg2x . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
4.26. а) |
y′′−3y′−10 y = sin x + 3cos x ; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
− 4 y |
′ |
+13 y = 65x − |
59, |
y(0) = −4, |
′ |
= 6 |
; |
|||||||||||||||||
|
|
y (0) |
|||||||||||||||||||||||||
в) |
y′′+ 6 y′+9 y = 9xe−3x |
+9sin x ; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
′′ |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
г) |
y |
+ 4 y = sin 2x . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
4.27. а) |
y′′− 2 y′ = (4x + 4)e2 x |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
+ 2 y |
′ |
+10 y = 30x − |
14, |
y(0) = 0, |
|
′ |
|
; |
||||||||||||||||
|
|
y (0) = −2 |
|||||||||||||||||||||||||
в) |
y′′− 4 y′+ 4 y = 4x + sin x ; |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
′′ |
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
e−x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
г) y |
+ 3y |
+ 2 y = 2 + ex . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
4.28. а) |
y′′+8y′+ 25y =18e5 x ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
б) |
y |
′′ |
+ 2 y |
′ |
= 6x |
2 |
2x +1, |
|
|
|
y(0) = 2, |
′ |
|
= 2 ; |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
y (0) |
|
|
|
||||||||||||||||||
в) |
y′′− 4 y′+ 4 y = 4x + sin 2x ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
217 |
г) y′′ |
+ y′ = |
|
ex |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2 + ex |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
4.29. а) y′′− 2 y′+ 5 y = 5x2 |
+ 6x −12 ; |
|
|
|
||||||||||||
б) |
y |
′′ |
−10 y |
′ |
+ 25y =10e |
5 x |
, |
y(0) |
′ |
= −1 ; |
|
|||||
|
|
|
= 5, y (0) |
|
||||||||||||
в) |
y′′− 2 y′+ y = sin x + ex |
; |
|
|
|
|||||||||||
г) |
y′′+ 4 y = 8ctg2x . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
4.30. а) |
y′′+ 6 y′+13 y = −75 sin 2x ; |
|
|
|
||||||||||||
б) |
y |
′′ |
+ 4 y |
′ |
+ 4 y = e |
−2 x |
(12x +16), |
y(0) = 0, |
′ |
= 2 ; |
||||||
|
|
|
y (0) |
|||||||||||||
в) y′′+ 2 y′−3y = 2xe−3x + (x +1)ex ; |
|
|
||||||||||||||
г) y′′ |
+3y′ |
= |
9e3x |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1 + e3x |
|
|
|
|
|
|
|
Задача 5. Розв’язати системи диференціальних рівнянь. Систему пункту а) розв’язати методом виключення. Систему пункту б) розв’язати за допомогою характеристичного рів-
няння, а також знайти частинний розв’язок, що задовольняє |
||||||||||||||
початковим умовам x(0)= x0 , y(0)= y0 . |
|
|
|
|||||||||||
|
dx |
|
= y + 2e |
t |
, |
dx |
|
=x + y , |
x(0)= 0, |
|||||
5.1. а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
dt |
|
|
|
|
б) dt |
|
|
|
|
y(0)= 2. |
||||
|
dy |
|
= −x + e |
t |
; |
dy |
|
= −8x −5y, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
dt |
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|||
|
dx |
|
= 4x − y −5t +1, |
|
dx |
|
=− x − 2 y , |
x(0)= 0, |
||||||
5.2. а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
dt |
|
|
|
|
б) dt |
|
|
y(0)=1. |
||||||
|
dy |
|
= x + 2 y + t −1; |
|
dy |
|
= 3x + 4 y, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
dt |
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
||||
|
dx |
|
= 2x + 4 y + cos t , |
|
dx |
|
=6x − y , |
x(0)=1, |
||||||
5.3. а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
dt |
|
|
|
|
б) dt |
|
|
y(0)= 7. |
||||||
|
dy |
|
= −x − 2 y + sin t ; |
|
dy |
|
= 3x + 2 y, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
dt |
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|

