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)Nt = ?600

細菌の培養は 200 個の細胞から始まり、k = 0.17 h⁻¹ として dN/dt = k·N に従って増殖します。細胞数が 600 個になるのは何時間後 t ですか?

N0 = 200k = 0.17 h⁻¹N = 600
t = h
2.やさしい
t(日)m (mg)21 dm = ?

放射性トレーサーの半減期は 9 日です。試料には最初 50 mg 含まれています。崩壊は dm/dt = −k·m に従います。21 日後に残っている量 m を求めなさい。

m0 = 50 mgt½ = 9 dt = 21 d
m = mg
3.ふつう
t (min)T (°C)15Ta​22 °C24 °C

6 °C の缶ジュースを冷蔵庫から 27 °C の部屋に出します。 15 分後の温度は 22 °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 24 °C に達するまでの時間 t を求めなさい。

T0 = 6 °CTa = 27 °CT(15) = 22 °CT = 24 °C
t = min
4.ふつう
t (min)T (°C)24Ta​20 °C

5 °C の缶ジュースを冷蔵庫から 26 °C の部屋に出します。 24 分後の温度は 20 °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。 定数 k を min⁻¹ で求めなさい。

T0 = 5 °CTa = 26 °CT(24) = 20 °C
k = min⁻¹
5.むずかしい
xy12(1, 4)y(2) = ?

x > 0 で初期値問題 y′ + 3y/x = 5x、y(1) = 4 を解きなさい。y(2) を求めなさい。

y′ + 3y/x = 5xy(1) = 4
y(2) =
6.むずかしい
tyy(0) = 2y(1) = ?

y(0) = 2、y′(0) = 0(静止状態から放す)として y″ + 2y′ + 17y = 0 を解きなさい。y(1) を求めなさい。角度はラジアンとします。

y″ + 2y′ + 17y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(1) =

解答

  1. 1. t = 6.462 h
  2. 2. m = 9.921 mg
  3. 3. t = 20.34 min
  4. 4. k = 0.0522 min⁻¹
  5. 5. y(2) = 4.375
  6. 6. y(1) = −0.6201

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。