解答つき微分方程式ワークシート

無料で印刷できる微分方程式のワークシート:やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

先生方へ: 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
t(日)m (mg)12 dm = ?

放射性トレーサーの半減期は 15 日です。試料には最初 120 mg 含まれています。崩壊は dm/dt = −k·m に従います。12 日後に残っている量 m を求めなさい。

m0 = 120 mgt½ = 15 dt = 12 d
m = mg
2.やさしい
t(日)m (mg)54 dm = ?

放射性トレーサーの半減期は 23 日です。試料には最初 100 mg 含まれています。崩壊は dm/dt = −k·m に従います。54 日後に残っている量 m を求めなさい。

m0 = 100 mgt½ = 23 dt = 54 d
m = mg
3.ふつう
tyy(0) = 1y(1) = ?

y(0) = 1、y′(0) = 6 として y″ + 5y′ + 4y = 0 を解きなさい。y(1) を求めなさい。

y″ + 5y′ + 4y = 0y(0) = 1y′(0) = 6
y(1) =
4.ふつう
t (min)T (°C)16Ta​T = ?

420 °C の鍛造鋼部品を 20 °C の作業場に置いて冷まします。 温度はニュートンの冷却法則 dT/dt = −k·(T − Tₐ) に従います。 k = 0.01 min⁻¹ として、16 分後の温度 T を求めなさい。

T0 = 420 °CTa = 20 °Ck = 0.01 min⁻¹t = 16 min
T = °C
5.むずかしい
ty0.5y(0.5) = ?

y′ + 0.5y = 3e−t、y(0) = 3 を解きなさい。y(0.5) を求めなさい。

y′ + 0.5y = 3e−ty(0) = 3
y(0.5) =
6.むずかしい
tyK = 2ymax​ = ?

系が t ≥ 0 で y″ + y′ + 25.25y = 50.5 に従い、静止状態 y(0) = 0、y′(0) = 0 から始まります。ステップ応答のピーク値 ymax を求めなさい。

y″ + y′ + 25.25y = 50.5y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =

解答

  1. 1. m = 68.92 mg
  2. 2. m = 19.64 mg
  3. 3. y(1) = 1.184
  4. 4. T = 360.9 °C
  5. 5. y(0.5) = 3.37
  6. 6. ymax = 3.461

ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。