Bestimme für die Gleichung y″ + 7y′ + 10y = 0 die Wurzel r der charakteristischen Gleichung, die am nächsten bei null liegt. Sie bestimmt, wie langsam die Lösung abklingt.
Arbeitsblatt Differentialgleichungen mit Lösungen
1.Leicht
y″ + 7y′ + 10y = 0
r =
2.Leicht
Eine Bakterienkultur beginnt mit 5000 Zellen und wächst nach dN/dt = k·N mit k = 0,02 h⁻¹. Wie viele Zellen N sind es nach 16 h?
N0 = 5000k = 0,02 h⁻¹t = 16 h
N =
3.Mittel
Ein geschmiedetes Stahlteil mit 360 °C kühlt in einer Werkstatt mit 26 °C ab. Sie folgt dem Newtonschen Abkühlungsgesetz dT/dt = −k·(T − Tₐ). Bestimme mit k = 0,02 min⁻¹ die Temperatur T nach 56 min.
T0 = 360 °CTa = 26 °Ck = 0,02 min⁻¹t = 56 min
T = °C
4.Mittel
Löse y″ + 8y′ + 16y = 0 mit y(0) = 2 und y′(0) = -1. Bestimme y(1).
y″ + 8y′ + 16y = 0y(0) = 2y′(0) = -1
y(1) =
5.Schwer
Löse y″ + 3y′ + 18,25y = 0 mit y(0) = 1 und y′(0) = 0 (aus der Ruhe losgelassen). Bestimme y(0,75); Winkel im Bogenmaß.
y″ + 3y′ + 18,25y = 0y(0) = 1y′(0) = 0
y(0.75) =
6.Schwer
Löse y′ + y = 4e−0,5t mit y(0) = 1. Bestimme y(1,5).
y′ + y = 4e−0,5ty(0) = 1
y(1.5) =
Lösungsschlüssel
- 1. r = −2
- 2. N = 6886
- 3. T = 135 °C
- 4. y(1) = 0,1648
- 5. y(0.75) = −0,3042
- 6. y(1.5) = 2,217
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