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 (h)N8 hN = ?

細菌の培養は 1000 個の細胞から始まり、k = 0.07 h⁻¹ として dN/dt = k·N に従って増殖します。8 h 後の細胞数 N を求めなさい。

N0 = 1000k = 0.07 h⁻¹t = 8 h
N =
2.やさしい
t (h)y7 h740

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 200、t = 7 h で 740 です。 速度定数 k を h⁻¹ で求めなさい。

y(0) = 200y(7) = 740
k = h⁻¹
3.ふつう
t (min)T (°C)6Ta​T = ?

4 °C の缶ジュースを冷蔵庫から 22 °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 = 0.04 min⁻¹ として、6 分後の温度 T を求めなさい。

T0 = 4 °CTa = 22 °Ck = 0.04 min⁻¹t = 6 min
T = °C
4.ふつう
t (min)T (°C)19Ta​T = ?

4 °C の缶ジュースを冷蔵庫から 26 °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 = 0.03 min⁻¹ として、19 分後の温度 T を求めなさい。

T0 = 4 °CTa = 26 °Ck = 0.03 min⁻¹t = 19 min
T = °C
5.むずかしい
ty2y(2) = ?

y′ + 3y = 10e−t、y(0) = 0 を解きなさい。y(2) を求めなさい。

y′ + 3y = 10e−ty(0) = 0
y(2) =
6.むずかしい
tyK = 10ymax​ = ?

系が t ≥ 0 で y″ + y′ + 4.25y = 42.5 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′ + 4.25y = 42.5y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =

解答

  1. 1. N = 1751
  2. 2. k = 0.1869 h⁻¹
  3. 3. T = 7.841 °C
  4. 4. T = 13.56 °C
  5. 5. y(2) = 0.6643
  6. 6. ymax = 14.56

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。