Równania Różniczkowe Zwyczajne
ZESTAW 1.
Zad.1 Sprawdzić, czy podane funkcje są rozwiązaniami wskazanych równań, a
następnie znaleźć rozwiązania spełniające zadane warunki początkowe:
(a) y( x) = 2 · ( cx)4 − 1 ;
xy0 + y 2 = 4 , y(1) = 1 ,
( cx)4+1
√
(b) y( x) = x + c x 2 + 1;
y0 = xy+1 , y(0) = 0 .
x 2+1
Zad.2 Dobrać stałe a, b ∈ R tak, aby funkcja y( x) = a cos x + b sin x była rozwiązaniem równania y0 + y = sin x.
Zad.3 Znaleźć równanie różniczkowe, którego rozwiązanie ogólne jest postaci y =
c 1 cos 3 x + c 2 sin 3 x.
Zad.4 Znaleźć równanie różniczkowe rodziny okręgów x 2 + ( y − c)2 = c 2 .
Zad.5 Zbadać, czy dana funkcja jest całką szczególną odpowiedniego równania:
00
(a) y( x) = x R x cos t dt; x 2 y −xy0 + y+ x 2 sin x = 0 w przedziale (1 , + ∞) , 1
t
(b) y( x) = x R x sin t dt; xy0 − y + x sin x = 0 w przedziale (0 , + ∞) .
0
t
Równania o zmiennych rozdzielonych
Zad.1 Znaleźć rozwiązanie ogólne następujących równań:
(a) dy = xy,
(e) xy = ( x + a)( b + y) y0,
dx
(b) y0 sin x = y cos x,
(f) y0 = xy + ax + by + ab,
√
p
(c) x
1 + y 2 + y 1 + x 2 y0 = 0 ,
(g) (1 + ex) yy0 = ex,
(d) x 3 y + y + xy 3 y0 − xy0 = 0 ,
(h) (1 + y 2)( e 2 x − eyy0) − (1 + y) y0 = 0 .
Zad.2 Wyznaczyć rozwiązania podanych zagadnień początkowych:
(a) y0 sin x = y ln y, y( π ) = e,
(b) y0 ctg x + y = 2 , y( π ) = 4 .
2
3
Zad.3 Dokonać analizy rozwiązań równania y0x = ky, w zależności od parametru k, gdzie k ∈ R. Naszkicować krzywe całkowe tego równania.
Zad.4 Napisać równanie krzywej, która spełnia dwa warunki:
(a) współczynnik kierunkowy stycznej w dowolnym punkcie krzywej równa
się rzędnej punktu styczności,
(b) krzywa ta przechodzi przez punkt P 0(2 , 5) .
Zad.5 Jaka krzywa ma tę własność, że wszystkie jej normalne przechodzą przez
punkt (2 , − 3)?
Zad.6 Wyznaczyć funkcję ciągłą y = f ( x) , której wartość średnia w przedziale
[0 , x] jest równa 1 f ( x) oraz f (1) = 1 .
3