Analiza matematyczna 2/Test 13: Równania różniczkowe zwyczajne: Różnice pomiędzy wersjami
Nie podano opisu zmian |
m Zastępowanie tekstu – „ </math>” na „</math>” |
||
(Nie pokazano 5 pośrednich wersji utworzonych przez tego samego użytkownika) | |||
Linia 1: | Linia 1: | ||
<quiz> Jeśli funkcja <math> | <quiz> Jeśli funkcja <math>h</math> jest rozwiązaniem | ||
pewnego równania różniczkowego, to jest funkcją | pewnego równania różniczkowego, to jest funkcją | ||
Linia 6: | Linia 6: | ||
<rightoption>różniczkowalną</rightoption> | <rightoption>różniczkowalną</rightoption> | ||
<wrongoption>klasy <math> | <wrongoption>klasy <math>C^{\infty}</math>.</wrongoption> | ||
</quiz> | </quiz> | ||
Linia 19: | Linia 19: | ||
<wrongoption>Substancja wyparuje całkowicie po 10 godzinach od początku procesu.</wrongoption> | <wrongoption>Substancja wyparuje całkowicie po 10 godzinach od początku procesu.</wrongoption> | ||
<rightoption>Jeśli w chwili <math> | <rightoption>Jeśli w chwili <math>t_0</math> mamy <math>4</math> g tej substancji, to po 4 godzinach zostanie <math>1</math> g.</rightoption> | ||
</quiz> | </quiz> | ||
<quiz> Funkcja <math> | <quiz> Funkcja <math>g(t)=-\ln(1-e^t)</math> jest | ||
rozwiązaniem | rozwiązaniem | ||
<rightoption>równania różniczkowego <math> | <rightoption>równania różniczkowego <math>x'=e^{t+x}</math></rightoption> | ||
<rightoption>problemu początkowego Cauchy'ego | <rightoption>problemu początkowego Cauchy'ego | ||
<math> | <math>\begin{cases}x'(t)=\exp(x(t))-1\\x(-\ln 2)=\ln 2\end{cases}</math></rightoption> | ||
<wrongoption>problemu początkowego Cauchy'ego | <wrongoption>problemu początkowego Cauchy'ego | ||
<math> | <math>\begin{cases}\exp(1-x(t))\frac{dx}{dt}=\exp(t+1)\\x(1)=0\end{cases}</math>.</wrongoption> | ||
</quiz> | </quiz> | ||
<quiz> Problem początkowy Cauchy'ego | <quiz> Problem początkowy Cauchy'ego | ||
<center><math> | <center><math>\begin{cases}x'(t)=\sqrt[3]{x(t)-3}\\ x(t_0)=x_0\end{cases}</math></center> | ||
ma dokładnie jedno rozwiązanie, jeśli | ma dokładnie jedno rozwiązanie, jeśli | ||
<rightoption><math> | <rightoption><math>t_0=3, x_0=2</math></rightoption> | ||
<wrongoption><math> | <wrongoption><math>t_0=2,x_0=3</math></wrongoption> | ||
<wrongoption><math> | <wrongoption><math>t_0=3, x_0=3</math>.</wrongoption> | ||
</quiz> | </quiz> | ||
<quiz> Jednym z rozwiązań równania <math> | <quiz> Jednym z rozwiązań równania <math>t^2x'= | ||
-x</math> jest funkcja | -x</math> jest funkcja | ||
<wrongoption><math> | <wrongoption><math>f(t)=-\exp\left(\frac1t\right)+2</math></wrongoption> | ||
<wrongoption><math> | <wrongoption><math>g(t)=\begin{cases} 0, &t\leq 0\\ | ||
3\exp\left(\frac1t\right), & t>0\ | 3\exp\left(\frac1t\right), & t>0\end{cases}</math></wrongoption> | ||
<wrongoption><math> | <wrongoption><math>h(t)=\exp\left(\frac1t\right)</math>.</wrongoption> | ||
</quiz> | </quiz> | ||
Linia 62: | Linia 62: | ||
<quiz> Wyznaczając metodą kolejnych | <quiz> Wyznaczając metodą kolejnych | ||
przybliżeń rozwiązanie problemu Cauchy'ego | przybliżeń rozwiązanie problemu Cauchy'ego | ||
<center><math> | <center><math>\begin{cases}x'(t)=t-x(t),\\x(0)=0\end{cases}</math></center> | ||
otrzymujemy | otrzymujemy | ||
<rightoption><math> | <rightoption><math>x_2(t)=\frac12t^2-\frac16t^3</math></rightoption> | ||
<rightoption><math> | <rightoption><math>x_4(t)=\frac12t^2-\frac16t^3+\frac1{24}t^4-\frac1{120}t^5</math></rightoption> | ||
<rightoption><math> | <rightoption><math>x(t)=\sum_{n=2}^\infty\frac{(-t)^n}{n!}</math>.</rightoption> | ||
</quiz> | </quiz> | ||
Linia 75: | Linia 75: | ||
<quiz> Stosując metodę łamanych Eulera dla | <quiz> Stosując metodę łamanych Eulera dla | ||
problemu początkowego | problemu początkowego | ||
<center><math> | <center><math>\begin{cases}x'(t)=t^2+x(t)\\x(0)=0\end{cases}</math></center> | ||
w przedziale | w przedziale | ||
<math> | <math>[0;\ 2]</math> i biorąc <math>h=0,5</math> otrzymujemy | ||
<rightoption>łamaną o węzłach <math> | <rightoption>łamaną o węzłach <math>(0,0), \left(\frac12,0\right), | ||
\left(1, \frac18\right), \left(\frac32, \frac{11}{16}\right), | \left(1, \frac18\right), \left(\frac32, \frac{11}{16}\right), | ||
\left(2, \frac{69}{32}\right)</math></rightoption> | \left(2, \frac{69}{32}\right)</math></rightoption> | ||
<rightoption>wartość łamanej Eulera w punkcie <math> | <rightoption>wartość łamanej Eulera w punkcie <math>\dfrac 32</math> równą | ||
<math> | <math>\tilde{x}\left(\dfrac 32\right) =\dfrac{11}{16}</math></rightoption> | ||
<wrongoption>wartość łamanej Eulera w punkcie <math> | <wrongoption>wartość łamanej Eulera w punkcie <math>2</math> równą <math>\tilde{x}\left(2\right) = \dfrac{47}{32}</math>.</wrongoption> | ||
</quiz> | </quiz> | ||
<quiz> Jeśli funkcja <math> | <quiz> Jeśli funkcja <math>x</math> jest rozwiązaniem | ||
problemu początkowego Cauchy'ego | problemu początkowego Cauchy'ego | ||
<math> | <math>\begin{cases}x'(t)=x(t)t\\x(0)=1\end{cases}</math>, to | ||
<wrongoption><math> | <wrongoption><math>x'(0)=1</math></wrongoption> | ||
<rightoption><math> | <rightoption><math>x''(0)=1</math></rightoption> | ||
<rightoption><math> | <rightoption><math>x'''(0)=2</math>.</rightoption> | ||
</quiz> | </quiz> | ||
<quiz> Rozważamy równanie <math> | <quiz> Rozważamy równanie <math>x'=\dfrac xt</math>. | ||
<wrongoption>Izoklinami tego równania są wszystkie proste przechodzące przez środek układu współrzędnych.</wrongoption> | <wrongoption>Izoklinami tego równania są wszystkie proste przechodzące przez środek układu współrzędnych.</wrongoption> | ||
<rightoption>Wektory pola kierunków zaczepione w punktach prostej <math> | <rightoption>Wektory pola kierunków zaczepione w punktach prostej <math>x=3t</math> są do | ||
niej równoległe.</rightoption> | niej równoległe.</rightoption> | ||
<wrongoption>Wektory pola kierunków zaczepione w punktach prostej <math> | <wrongoption>Wektory pola kierunków zaczepione w punktach prostej <math>x=0</math> są do | ||
niej prostopadłe.</wrongoption> | niej prostopadłe.</wrongoption> | ||
</quiz> | </quiz> |
Aktualna wersja na dzień 10:02, 5 wrz 2023
Jeśli funkcja jest rozwiązaniem pewnego równania różniczkowego, to jest funkcją
ciągłą
różniczkowalną
klasy .
Pewna substancja paruje z prędkością
wprost proporcjonalną do jej aktualnej masy. Po godzinie od
momentu rozpoczęcia tego procesu było 36,8g substancji, po
dalszych dwóch 9,2g.
Na początku było 73,6 g substancji.
Substancja wyparuje całkowicie po 10 godzinach od początku procesu.
Jeśli w chwili mamy g tej substancji, to po 4 godzinach zostanie g.
Funkcja jest
rozwiązaniem
równania różniczkowego
problemu początkowego Cauchy'ego
problemu początkowego Cauchy'ego .
Problem początkowy Cauchy'ego
ma dokładnie jedno rozwiązanie, jeśli
.
Jednym z rozwiązań równania jest funkcja
.
Wyznaczając metodą kolejnych
przybliżeń rozwiązanie problemu Cauchy'ego
otrzymujemy
.
Stosując metodę łamanych Eulera dla
problemu początkowego
w przedziale i biorąc otrzymujemy
łamaną o węzłach
wartość łamanej Eulera w punkcie równą
wartość łamanej Eulera w punkcie równą .
Jeśli funkcja jest rozwiązaniem
problemu początkowego Cauchy'ego
, to
.
Rozważamy równanie .
Izoklinami tego równania są wszystkie proste przechodzące przez środek układu współrzędnych.
Wektory pola kierunków zaczepione w punktach prostej są do niej równoległe.
Wektory pola kierunków zaczepione w punktach prostej są do niej prostopadłe.