Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
высшая математика пособие для студентов часть 3.pdf
Скачиваний:
75
Добавлен:
26.07.2016
Размер:
478.99 Кб
Скачать

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 + хе

2) у = е-2х -2е + хе

3) у = е+ е – хе

4) у = е– е + хе

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

e3 x

+

7

 

e

3 x

4)

y =

5

x +

e3 x

e3 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 + 0.8e2 x +

7

e3 x

2)

y = 2 0.8e2 x

 

8

 

e3 x

15

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

y = −

1

+

4

e2 x +

8

e3 x

4)

y =

1

4

e2 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

2) y =

3

e

2 x

+

1

e

2 x

+ x

1) у = 0,75е

+ 0,25е

 

 

 

 

4

 

4

 

3) у = е-2х + 0, 5е+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 e4 x + c2 e4 x

+

1

sin 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

y = c1 cos 4x + c2

sin 4x cos 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

y = c1e4 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