- •Введение
- •Структура дисциплины
- •Рейтинг и оценка уровня знаний студентов по дисциплине «Высшая математика»
- •Инструкции для студента
- •Модуль 9. Дифференциальные уравнения
- •Алгоритм самостоятельной работы
- •Основные понятия модуля
- •Основные учебные элементы модуля
- •Требования к знаниям и умениям
- •Опорная схема
- •Тренинг по модулю «Дифференциальные уравнения»
- •Модуль 10. Кратные интегралы
- •Алгоритм самостоятельной работы
- •Основные понятия модуля
- •Основные учебные элементы модуля
- •Требования к знаниям и умениям
- •Опорная схема
- •Тренинг по модулю «Кратные интегралы»
- •Модуль 11. Криволинейные и поверхностные интегралы
- •Алгоритм самостоятельной работы
- •Основные понятия модуля
- •Основные учебные элементы модуля
- •Требования к знаниям и умениям
- •Опорная схема
- •Тренинг по модулю «Криволинейные и поверхностные интегралы»
- •Список литературы
Тренинг по модулю «Дифференциальные уравнения»
Вопросы теории
1.Какой тип дифференциальных уравнений имеет следующую стандартную форму записи: y′ = f ( xy ) ?
1.с разделяющимися переменными;
2.однородное;
3.в полных дифференциалах.
2.Что связывают дифференциальные уравнения …..
1.независимую переменную и искомую функцию;
2.искомую функцию и ее производную;
3.независимую переменную, искомую функцию и ее производную.
3.Какая из записей обозначает дифференциальное уравнение 1-го порядка?
1. F( x, y, y′ ) = 0 ; |
2. F( x, y, y′, y′′ ) = 0 ; |
3. F( y, y′, y′′ ) = 0 . |
3.Какая из нижеперечисленных функций является частным решением дифференциального уравнения 2-го порядка?
1.y = ϕ ( x,c1 ,c2 );
2.y = ϕ ( x, y,c ) ;
3.y = ϕ ( x,c10 ,c20 ) .
4.Какой тип дифференциальных уравнений имеет следующую стандартную форму записи: y′ + P( x )y + Q( x ) = 0 ?
1.с разделяющимися переменными;
2.линейное +
3.однородное.
5.Особенностью какого типа дифференциальных уравнений является то, что его правая часть есть произведение функций, зависящих одна от х, другая от у?
1.линейное;
2.однородное;
3.с разделяющимися переменными.
№ задания |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Верный ответ |
2 |
3 |
3 |
2 |
3 |
Определить тип уравнения. Составить характеристическое уравнение |
|
||||
1. Определить тип дифференциального уравнения: y′ + y + |
y x = 0 . |
|
17
1.Бернулли
2.с разделяющимися переменными
3.линейное
2.Определить тип дифференциального уравнения: y′ + y = ln( x + 1) .
xx
1.Бернулли
2.однородное
3.линейное
3. Определить тип дифференциального уравнения: (x+y)dx +(y-x)dy=0. 1.линейное 2.с разделяющимися переменными 3.однородное
4. Определить тип дифференциального уравнения: y′ = e |
y |
+ |
y |
+ 1 . |
|
x |
|||||
x |
|||||
|
|
|
|
1.линейное
2.однородное
3.Бернулли
5.Определить тип дифференциального уравнения: dy=(3y2-x2)/(2xy) dx.
1.линейное
2.однородное
3.Бернулли
№ задания |
|
1 |
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
4 |
5 |
||||||
Верный ответ |
|
1 |
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
2 |
2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Решить ДУ первого порядка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
1. Решить уравнение: xy′ = y + |
x2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. |
y=x; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
y = |
x |
+ c ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
y = |
x2 |
+ c ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4. |
y = |
x |
2 |
|
+ cx ; |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
5. |
y = |
cx2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2. Решить дифференциальное уравнение: |
y′ = |
x2 |
+ y2 |
. |
|
|
|||||||||||
|
2x2 |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1. |
y = ln x + c ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18
2.y = 2arctg( 2u − 1) ;
3.y = 2u − 1 + c ;
4.2arctg( 2u − 1) = ln x + c ;
5. y = |
|
− 2x |
|
+ x |
+ |
|
|
|||
|
ln x + c |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
3. |
Решить дифференциальное уравнение: y′ + |
y |
= ln( x + 1) . |
|||||||
x |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
||
1. |
|
y = |
1 |
|
+ c ; |
|
|
|
||
|
x |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2. y = x2 + x + c ; 2
3.y = x2 + x2 + cx ; 2
4.y = 2x + 1 + cx ; +
5.y = 12 + 1x + xc2
4.Решить дифференциальное уравнение: y′ + ytgx = cos2 x .
1.y = cos x sin x ;
2.y = sin x + c ;
3.y = cos x + c ;
4.y = cos x(sin x + c ) ; +
5.y = cos xc
5.Решить дифференциальное уравнение: y′ = − x + y .
x+ 2 y
1. |
y = |
|
x − 1 |
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 + 2x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2. |
y = − ln x + c ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
1 |
|
|
|
y |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ln |
|
|
+ |
1 |
|
= − ln x = c ; |
|
|
|
|
|||||||
3. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
2 |
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
4. |
|
2 arctg |
|
|
2 y |
= − ln x + c |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 y |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1 ln |
|
2 arctg |
2 y |
|
|
|
|
||||||||||
5. |
+ |
|
= − ln x = c + |
|
|
|
||||||||||||
|
2 |
|
|
x |
|
|
2 |
|
x |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
№ задания |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
3 |
4 |
5 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Верный ответ |
|
|
4 |
|
|
5 |
4 |
4 |
5 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найти частное решение дифференциального уравнения,
19
1. Найти частное решение дифференциального уравнения, удовлетворяющее начальным условиям y" + 3y' + 2y = e- x н. у. у(0) = –1, y'(0) = 1.
1) у = е-2х + е-х + хе-х |
2) у = е-2х -2е-х + хе-х |
3) у = е2х + е-х – хе-х |
4) у = е2х – е-х + хе-х |
2. Найти частное решение дифференциального уравнения, удовлетворяющее начальным
условиям y"–9y =2–х н.у. |
у(0) = 0 , y'(0) = 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
x 2 7 |
3 x |
|
1 |
|
|
|
−3 x |
|
|
x |
|
1 |
|
|
e3 x |
|
7 |
|
|
−3 x |
||||||||||||||
1) |
y = |
|
− |
|
|
+ |
|
e |
|
|
− |
|
|
|
e |
|
2) |
y = |
|
− |
|
+ |
|
|
|
+ |
|
|
e |
|
||||||
9 |
9 |
|
27 |
|
|
27 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
27 |
9 |
27 |
|
27 |
|
||||||||||||||||||||||||||
3) |
y = |
4x |
+ |
5 |
− |
e−3 x |
+ |
7 |
|
e |
3 x |
4) |
y = |
5 |
− x + |
e3 x |
− |
e−3 x |
|
|||||||||||||||||
27 |
9 |
27 |
|
27 |
|
|
|
27 |
9 |
|
27 |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Найти частное решение дифференциального уравнения, удовлетворяющее начальным
условиям y"–y'–6у = 2 н.у. у(0) =1, y'(0) = 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
1) |
y = 1 + 0.8e− 2 x + |
7 |
e3 x |
2) |
y = 2 − 0.8e− 2 x − |
|
8 |
|
e3 x |
|||||||||||||
15 |
15 |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3) |
y = − |
1 |
+ |
4 |
e− 2 x + |
8 |
e3 x |
4) |
y = |
1 |
− |
4 |
e− 2 x − |
|
7 |
|
e3 x |
|||||
|
5 |
|
3 |
5 |
15 |
|
||||||||||||||||
|
3 |
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Найти частное решение дифференциального уравнения, удовлетворяющее начальным условиям y" – 4y = 4х н.у. у(0) = 1, y'(0) = 0.
2х |
|
-2х |
2) y = |
3 |
e |
− 2 x |
+ |
1 |
e |
2 x |
+ x |
1) у = 0,75е |
+ 0,25е |
-х |
|
|
|
|
|||||
4 |
|
4 |
|
||||||||
3) у = е-2х + 0, 5е2х +2х |
4) у = 2е-2х + 2х – 1 |
|
5. Найти частное решение дифференциального уравнения, удовлетворяющее начальным
условиям y" + 4y |
= 2cos2х н.у. |
у(0) = 0, y'(0) = 4 |
|
|
|
|||
|
|
1) y = sin2x + cos2x |
2) y = sin2x – cos2x |
|
||||
|
|
3) y = 2sin2x + 0,5x sin2x |
4) y = sin2x – 0,5x sin2x |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ задания |
|
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Верный ответ |
|
2 |
|
1 |
|
3 |
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Найти общее решение дифференциального уравнения
1. Найти общее решение дифференциального уравнения y" + 16y = –x2 – x
1) y = c1cos4x + c2sin4x – x2 + 2x |
|
|
|
2) y = c1e4x |
+ c2e-4x |
+ x2 – 2x – |
|
|
1 |
|
|||||||||||
|
|
|
128 |
|
|||||||||||||||||
3) y = c1cos4x + c2sin4x – |
х2 |
|
х |
|
1 |
4x |
|
-4x |
|
х2 |
|
х |
|
|
|
1 |
|
||||
|
− |
|
|
+ |
|
|
4) y = c1e |
+ c2e |
|
– |
|
− |
|
|
+ |
|
|
||||
16 |
16 |
128 |
|
16 |
16 |
128 |
2. Найти общее решение дифференциального уравнения y" – 4y' + 13y = 13x2
20
1. y = e x ( c1 cos 3x + c2 sin 3x ) + |
х2 |
+ |
8 |
|
x + |
|
|
6 |
|
|
|
2. y = e2 x ( c1 cos 3x + c2 |
sin 3x ) + х2 |
+ |
|
8 |
|
x + |
|
6 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
169 |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
169 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
3 |
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
3. y = e3 x ( c1 cos 2x + c2 sin 2x ) − х |
2 − |
8 |
|
|
x + |
|
6 |
|
|
|
4. y = e x ( c1 cos 2x + c2 |
sin 2x ) + |
х2 |
+ |
8 |
|
x + |
6 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
169 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
3 |
13 |
169 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
3. Найти общее решение дифференциального уравнения y" + 16y = 2cos2x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
1. |
y = c1 cos 4x + c2 |
sin 4x + |
1 |
cos 2x |
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
y = c1 e−4 x + c2 e4 x |
+ |
1 |
sin 2x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3. |
y = c1 cos 4x + c2 |
sin 4x − cos 2x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
y = c1e−4 x + c2 e4 x |
+ sin 2x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
4. Найти общее решение дифференциального уравнения y" + 3y' – 4y = –2ex |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
1) y = c1e-x + c2e4x + 0,4ex |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) y = c1ex + c2e-4x – 0,6e-x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
3) y = c1e-x + c2e4x + xe-x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4) y = c1ex + c2e-4x – 0,4ex |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
5. Найти общее решение дифференциального уравнения y" – 7y' + 12y = –e3x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
1) y = c1e-3x + c2e-4x + 2xe3x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) y = c1e3x + c2e4x + xe3x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
3) y = c1ex + c2e6x – xe3x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4) y = c1e-x + c2e-6x – xex |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
№ задания |
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
4 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Верный ответ |
|
3 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уважаемые студенты, если вы испытываете затруднения при выполнении тренинговых заданий, обращайтесь, пожалуйста, на образовательный портал, задавая вопросы на форуме или в часы индивидуальных консультаций.
21