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 200 個の細胞から始まり、k = 0.28 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 = 200k = 0.28 h⁻¹t = 8 h
N =
2.やさしい
t (h)y4 h10

ある量が k > 0 として dy/dt = −k·y に従って減少します。t = 0 で 50、t = 4 h で 10 です。 速度定数 k を h⁻¹ で求めなさい。

y(0) = 50y(4) = 10
k = h⁻¹
3.ふつう
tyy(0) = 1y(1) = ?

y(0) = 1、y′(0) = 2 として y″ + 7y′ + 12y = 0 を解きなさい。y(1) を求めなさい。

y″ + 7y′ + 12y = 0y(0) = 1y′(0) = 2
y(1) =
4.ふつう
t (min)T (°C)32Ta​110 °C48 °C

460 °C の鍛造鋼部品を 22 °C の作業場に置いて冷まします。 32 分後の温度は 110 °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 48 °C に達するまでの時間 t を求めなさい。

T0 = 460 °CTa = 22 °CT(32) = 110 °CT = 48 °C
t = min
5.むずかしい
ty1y(1) = ?

y′ + 3y = 3e−2t、y(0) = 3 を解きなさい。y(1) を求めなさい。

y′ + 3y = 3e−2ty(0) = 3
y(1) =
6.むずかしい
tyK = 5y(0.5) = ?

系が t ≥ 0 で y″ + 2y′ + 26y = 130 に従い、静止状態 y(0) = 0、y′(0) = 0 から始まります。y(0.5) を求めなさい。角度はラジアンとします。

y″ + 2y′ + 26y = 130y(0) = 0y′(0) = 0
y(0.5) =

解答

  1. 1. N = 1879
  2. 2. k = 0.4024 h⁻¹
  3. 3. y(1) = 0.2071
  4. 4. t = 56.31 min
  5. 5. y(1) = 0.406
  6. 6. y(0.5) = 7.067

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。