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。

新しいワークシートヒントつきでオンライン練習

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
rr² + br + c?

方程式 y″ + 3y′ + 2y = 0 について、特性方程式の根のうち 0 に最も近いもの r を求めなさい。それが解の減衰の遅さを決めます。

y″ + 3y′ + 2y = 0
r =
2.やさしい
ty1

ばね・質量・ダンパ系が y″ + 3.2y′ + 16y = 0 で表されます。y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 と比べて、減衰比 ζ を求めなさい。

y″ + 3.2y′ + 16y = 0
ζ =
3.ふつう
tyy(0) = 3y(0.5) = ?

y(0) = 3、y′(0) = 2 として y″ + 8y′ + 15y = 0 を解きなさい。y(0.5) を求めなさい。

y″ + 8y′ + 15y = 0y(0) = 3y′(0) = 2
y(0.5) =
4.ふつう
t (min)T (°C)8Ta​9 °C6 °C

4 °C の缶ジュースを冷蔵庫から 23 °C の部屋に出します。 8 分後の温度は 9 °C です。 温度はニュートンの冷却法則 dT/dt = −k·(T − Tₐ) に従います。 開始から 6 °C に達するまでの時間 t を求めなさい。

T0 = 4 °CTa = 23 °CT(8) = 9 °CT = 6 °C
t = min
5.むずかしい
tyK = 1ymax​ = ?

系が t ≥ 0 で y″ + 2y′ + 26y = 26 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″ + 2y′ + 26y = 26y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
6.むずかしい
tyK = 10y(0.25) = ?

系が t ≥ 0 で y″ + y′ + 25.25y = 252.5 に従い、静止状態 y(0) = 0、y′(0) = 0 から始まります。y(0.25) を求めなさい。角度はラジアンとします。

y″ + y′ + 25.25y = 252.5y(0) = 0y′(0) = 0
y(0.25) =

解答

  1. 1. r = −1
  2. 2. ζ = 0.4
  3. 3. y(0.5) = 1.445
  4. 4. t = 2.914 min
  5. 5. ymax = 1.533
  6. 6. y(0.25) = 6.38

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。