background image

 

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY 

 

 

 

 

 

 

Elektrotechnika 
Studia Niestacjonarne  

Semestr III 

 

Lista Zadań Nr 18 

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE ZWYCZAJNE – c.d. 

UKŁADY RÓWNAŃ RÓŻNICZKOWYCH 

 
 

Zad.1. Rozwiązać równania różniczkowe zupełne:

 

a) 

(

)

0

2

=

dx

dy

xe

y

e

y

y

 

 

 

 

 

b) 

(

)

0

2

2

2

=

+

+

y

x

y

xy

 

c) 

0

2

2

2

2

2

=

+

dy

x

y

dx

x

y

x

   

 

 

 

d) 

0

3

1

2

4

2

2

3

=



+

dy

y

x

y

dx

y

x

 

e) 

(

)

0

2

2

2

3

2

3

=

+

dx

dy

y

x

y

xy

x

   

 

 

f) 

(

)

(

)

0

1

=

+

dy

e

e

dt

e

y

e

y

t

y

t

 

g) 

(

)

0

1

cos

2

cos

sin

sin

2

2

2

=

+

+

+

y

x

y

y

x

x

y

y

x

 

h) 

(

)

0

2

ln

2

=





+

+

dy

y

y

x

dx

y

x

 

i) 

0

sin

2

sin

2

2

=



+





+

dy

y

x

y

dx

x

y

x

 

 

 

j) 

0

1

2

2

2

2

2

=

+

+

+

+

dx

dy

x

y

x

y

x

y

y

x

x

 

k) 

(

)

0

2

2

3

=

dy

y

x

dx

xy

x

  

 

 

 

l) 

0

1

2

2

2

2

=

+

+

+

+

y

x

xdy

ydx

y

x

ydy

xdx

 

 

Zad.2. Znaleźć całki ogólne równań różniczkowych wyższych rzędów jednorodnych o stałych współczynnikach:

 

a) 

0

6

5

=

+

′′

y

y

y

   

 

b) 

0

2

2

=

+

′′

y

a

y

a

y

 

 

 

c) 

0

13

4

=

+

′′

y

y

y

 

d) 

0

=

+

+

′′

y

y

y

 

 

 

e) 

0

4

4

=

+

′′

′′

y

y

y

y

 

 

 

f) 

( )

0

9

10

4

=

+

′′

+

y

y

y

 

g) 

( )

( )

( )

( )

0

3

3

4

5

6

7

=

+

+

+

y

y

y

y

 

h) 

( )

0

81

18

4

=

+

′′

+

y

y

y

 

 

 

i) 

0

5

3

4

5

=

+

′′

y

y

y

 

 

Zad.3. Znaleźć całki ogólne równań różniczkowych wyższych rzędów o stałych współczynnikach:: 

a) 

x

e

y

y

y

x

sin

2

2

2

=

+

+

′′

  

 

 

 

b) 

( )

x

e

y

y

y

y

=

+

′′

+

′′

+

3

3

4

 

c) 

(

)

x

x

x

y

y

y

sin

2

cos

1

6

7

+

=

+

′′

 

 

 

d) 

2

2

x

y

y

y

=

+

′′

 

e) 

( )

4

4

sin

5

x

x

e

y

y

x

+

=

   

 

 

 

f) 

( )

1

2

sin

2

4

5

+

+

=

′′

+

x

e

y

y

x

 

g) 

x

y

y

y

sin

10

9

6

=

+

+

′′

 

 

 

 

 

h) 

x

e

y

y

y

x

3

sin

10

2

=

+

′′

 

i) 

(

)

x

e

x

y

y

y

x

2

sin

8

4

4

2

2

+

+

=

+

′′

 

 

 

j) 

x

e

y

y

=

+

′′

2

 

k) 

x

y

y

y

3

sin

4

4

=

+

+

′′

 

 

 

 

 

l) 

( )

1

2

5

=

′′

+

x

y

y

 

m) 

x

x

y

y

y

4

cos

4

10

2

+

=

+

′′

 

 

 

 

n) 

2

3

2

6

x

e

y

y

y

x

=

′′

 

 

Zad.4.  Określić  postać  całki  szczególnej 

)

(x

y

s

  równania  różniczkowego  liniowego  niejednorodnego,  jeśli  znane  są 

pierwiastki 

...

,

,

2

1

r

r

 odpowiedniego równania charakterystycznego oraz postać funkcji 

)

(x

f

 prawej strony równania. 

 

Przykład: 

 

(

)

x

x

e

x

f

j

r

r

j

r

r

x

cos

sin

)

(

2

3

,

2

3

3

4

3

2

1

+

=

+

=

=

=

=

 

 

Ponieważ 

1

,

3

=

=

β

α

, sprawdzamy, czy 

j

±

3

 jest pierwiastkiem równania charakterystycznego? 

NIE, stąd przewidywana postać 

(

)

x

B

x

A

e

x

y

x

s

cos

sin

)

(

3

+

=

 

ń

przewidywa

metodą

z

TABELKA

patrz

 

 

a) 

(

)

x

x

e

x

f

j

r

r

j

r

r

x

2

sin

2

cos

)

(

2

5

,

2

5

5

4

3

2

1

+

=

+

=

=

=

=

 

background image

 

b) 

x

x

x

f

r

j

r

j

r

sin

3

cos

2

)

(

1

,

,

3

2

1

+

=

=

=

=

 

c) 

2

4

3

)

(

0

,

0

2

2

1

+

+

=

=

=

x

x

x

f

r

r

 

d) 

(

)

7

6

)

(

,

1

,

2

2

1

=

=

=

x

e

x

f

r

r

x

 

e) 

R

+

+

=

=

=

c

b

a

c

bx

ax

x

f

r

r

,

,

,

)

(

2

,

3

2

2

1

 

f) 

(

)

b

ax

e

x

f

r

r

x

+

=

=

=

)

(

,

1

,

1

2

1

 

g) 

(

)

(

)

x

x

x

x

x

f

j

r

j

r

sin

8

cos

1

3

)

(

2

,

2

2

2

1

+

+

=

=

=

 

 

Zad.5. Rozwiązać równania różniczkowe przy podanych warunkach początkowych:

 

a) 

(

)

2

)

0

(

,

2

)

0

(

3

2

2

2

=

=

+

+

=

+

+

′′

y

y

x

x

e

y

y

y

x

 

b) 

1

)

0

(

,

1

)

0

(

,

2

)

0

(

2

2

2

=

′′

=

=

=

+

′′

+

′′

y

y

y

e

y

y

y

x

 

c) 

1

)

(

,

1

)

(

2

sin

=

=

=

+

′′

π

π

y

y

x

y

y

 

d) 

(

)

13

2

)

0

(

sin

2

cos

2

3

=

+

=

+

y

x

x

e

y

dx

dy

x

 

e) 

( )

14

)

0

(

,

6

)

0

(

,

0

)

0

(

,

1

)

0

(

0

6

10

5

4

=

′′

=

′′

=

=

=

+

′′

y

y

y

y

y

y

y

y

 

 

Zad.6.* Metodą uzmienniania stałych znaleźć całki ogólne równań:

 

a) 

x

y

y

1

=

+

′′

 

 

 

 

 

b) 

x

e

y

y

y

x

sin

1

2

2

=

+

+

′′

 

c) 

(

)

2

1

2

3

+

=

+

+

′′

x

x

y

y

y

   

 

 

d) 

x

y

y

cos

1

=

+

′′

 

 

Zad.7. Znaleźć całkę ogólną układu równań różniczkowych:

 

a) 




=

=

y

dt

dy

x

dt

dx

2

  

 

 

 

 

b) 




+

+

=

+

=

x

z

y

dx

dz

z

y

dx

dy

sin

3

 

 

c) 

+

=

+

=

+

=

y

x

dt

dz

z

x

dt

dy

z

y

dt

dx

 

 

 

 

 

d) 

=

+

=

=

z

x

dt

dz

z

x

y

dt

dy

z

y

x

dt

dx

2