細菌の培養は 2000 個の細胞から始まり、k = 0.23 h⁻¹ として dN/dt = k·N に従って増殖します。14 h 後の細胞数 N を求めなさい。
解答つき微分方程式ワークシート
1.やさしい
N0 = 2000k = 0.23 h⁻¹t = 14 h
N =
2.やさしい
放射性トレーサーの半減期は 17 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。12 日後に残っている量 m を求めなさい。
m0 = 100 mgt½ = 17 dt = 12 d
m = mg
3.ふつう
y(0) = 1、y′(0) = 1 として y″ + 6y′ + 9y = 0 を解きなさい。y(2) を求めなさい。
y″ + 6y′ + 9y = 0y(0) = 1y′(0) = 1
y(2) =
4.ふつう
y(0) = 1、y′(0) = 0 として y″ + 4y′ + 4y = 0 を解きなさい。y(0.5) を求めなさい。
y″ + 4y′ + 4y = 0y(0) = 1y′(0) = 0
y(0.5) =
5.むずかしい
タンクに、塩 10 kg を溶かした水が 1000 L 入っています。 1 L あたり 0.05 kg の塩を含む塩水が 2 L/min で流入し、よく混ざった溶液が同じ流量で流出します。 タンク内の塩が 22 kg になるのは何分後 t ですか?
V = 1000 Lm0 = 10 kgc = 0.05 kg/Lr = 2 L/min
t = min
6.むずかしい
系が t ≥ 0 で y″ + 3y′ + 18.25y = 36.5 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″ + 3y′ + 18.25y = 36.5y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
解答
- 1. N = 50056
- 2. m = 61.31 mg
- 3. y(2) = 0.02231
- 4. y(0.5) = 0.7358
- 5. t = 178.3 min
- 6. ymax = 2.616
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。