ある量が k > 0 として dy/dt = k·y に従って増加します。t = 0 で 80、t = 4 h で 224 です。 速度定数 k を h⁻¹ で求めなさい。
解答つき微分方程式ワークシート
1.やさしい
y(0) = 80y(4) = 224
k = h⁻¹
2.やさしい
放射性トレーサーの半減期は 12 日です。試料には最初 10 mg 含まれています。崩壊は dm/dt = −k·m に従います。25 日後に残っている量 m を求めなさい。
m0 = 10 mgt½ = 12 dt = 25 d
m = mg
3.ふつう
y(0) = 1、y′(0) = -2 として y″ + 5y′ + 6y = 0 を解きなさい。y(2) を求めなさい。
y″ + 5y′ + 6y = 0y(0) = 1y′(0) = -2
y(2) =
4.ふつう
6 °C の缶ジュースを冷蔵庫から 30 °C の部屋に出します。 温度はニュートンの冷却法則 dT/dt = −k·(T − Tₐ) に従います。 k = 0.05 min⁻¹ として、25 分後の温度 T を求めなさい。
T0 = 6 °CTa = 30 °Ck = 0.05 min⁻¹t = 25 min
T = °C
5.むずかしい
系が t ≥ 0 で y″ + 2y′ + 5y = 25 に従い、静止状態 y(0) = 0、y′(0) = 0 から始まります。y(1.5) を求めなさい。角度はラジアンとします。
y″ + 2y′ + 5y = 25y(0) = 0y′(0) = 0
y(1.5) =
6.むずかしい
y(0) = 2、y′(0) = 0(静止状態から放す)として y″ + y′ + 4.25y = 0 を解きなさい。y(1.5) を求めなさい。角度はラジアンとします。
y″ + y′ + 4.25y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(1.5) =
解答
- 1. k = 0.2574 h⁻¹
- 2. m = 2.36 mg
- 3. y(2) = 0.01832
- 4. T = 23.12 °C
- 5. y(1.5) = 6.026
- 6. y(1.5) = −0.9019
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