สารติดตามกัมมันตรังสีมีครึ่งชีวิต 6 วัน ตัวอย่างเริ่มต้นมี 50 mg การสลายตัวเป็นไปตาม dm/dt = −k·m หลังจาก 21 วัน จะเหลือเท่าใด m
ใบงาน สมการเชิงอนุพันธ์ พร้อมเฉลย
1.ง่าย
m0 = 50 mgt½ = 6 dt = 21 d
m = mg
2.ง่าย
ระบบมวล–สปริง–ตัวหน่วงถูกอธิบายด้วย y″ + 1.2y′ + 4y = 0 จงเทียบกับ y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 และหาอัตราส่วนการหน่วง ζ
y″ + 1.2y′ + 4y = 0
ζ =
3.ปานกลาง
กาแฟหนึ่งถ้วยอุณหภูมิ 81 °C วางไว้ในห้องที่มีอุณหภูมิ 22 °C หลังผ่านไป 17 min อุณหภูมิเท่ากับ 35 °C เป็นไปตามกฎการเย็นตัวของนิวตัน dT/dt = −k·(T − Tₐ) หลังจากเริ่มต้นนานเท่าใด t จึงจะถึง 30 °C
T0 = 81 °CTa = 22 °CT(17) = 35 °CT = 30 °C
t = min
4.ปานกลาง
จงแก้ y″ + 4y′ + 3y = 0 โดย y(0) = 1 และ y′(0) = 4 จงหา y(0.5)
y″ + 4y′ + 3y = 0y(0) = 1y′(0) = 4
y(0.5) =
5.ยาก
ระบบเป็นไปตาม y″ + y′ + 9.25y = 18.5 สำหรับ t ≥ 0 เริ่มจากหยุดนิ่ง: y(0) = 0, y′(0) = 0 จงหาค่ายอด ymax ของการตอบสนองต่อขั้น
y″ + y′ + 9.25y = 18.5y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
6.ยาก
ระบบเป็นไปตาม y″ + 3y′ + 6.25y = 31.25 สำหรับ t ≥ 0 เริ่มจากหยุดนิ่ง: y(0) = 0, y′(0) = 0 จงหาค่ายอด ymax ของการตอบสนองต่อขั้น
y″ + 3y′ + 6.25y = 31.25y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
เฉลย
- 1. m = 4.419 mg
- 2. ζ = 0.3
- 3. t = 22.46 min
- 4. y(0.5) = 1.565
- 5. ymax = 3.185
- 6. ymax = 5.474
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com