放射性トレーサーの半減期は 21 日です。試料には最初 40 mg 含まれています。崩壊は dm/dt = −k·m に従います。66 日後に残っている量 m 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
m0 = 40 mgt½ = 21 dt = 66 d
m = mg
2.やさしい
放射性トレーサーの半減期は 19 日です。試料には最初 20 mg 含まれています。崩壊は dm/dt = −k·m に従います。74 日後に残っている量 m を求めなさい。
m0 = 20 mgt½ = 19 dt = 74 d
m = mg
3.ふつう
340 °C の鍛造鋼部品を 28 °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 = 0.03 min⁻¹ として、22 分後の温度 T を求めなさい。
T0 = 340 °CTa = 28 °Ck = 0.03 min⁻¹t = 22 min
T = °C
4.ふつう
y(0) = 3、y′(0) = 0 として y″ + 8y′ + 16y = 0 を解きなさい。y(2) を求めなさい。
y″ + 8y′ + 16y = 0y(0) = 3y′(0) = 0
y(2) =
5.むずかしい
x > 0 で初期値問題 y′ + 3y/x = x2、y(1) = 1 を解きなさい。y(3) を求めなさい。
y′ + 3y/x = x2y(1) = 1
y(3) =
6.むずかしい
タンクに純水が 100 L 入っています。 1 L あたり 0.2 kg の塩を含む塩水が 10 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 16 kg になるのは何分後 t ですか?
V = 100 Lm0 = 0 kgc = 0.2 kg/Lr = 10 L/min
t = min
解答
- 1. m = 4.529 mg
- 2. m = 1.345 mg
- 3. T = 189.3 °C
- 4. y(2) = 0.009057
- 5. y(3) = 4.531
- 6. t = 16.09 min
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。