สำหรับสมการ y″ + 6y′ + 5y = 0 จงหารากของสมการลักษณะเฉพาะ r ที่ใกล้ศูนย์ที่สุด ซึ่งกำหนดว่าคำตอบหมดไปช้าเพียงใด
ใบงาน สมการเชิงอนุพันธ์ พร้อมเฉลย
1.ง่าย
y″ + 6y′ + 5y = 0
r =
2.ง่าย
สารติดตามกัมมันตรังสีมีครึ่งชีวิต 7 วัน ตัวอย่างเริ่มต้นมี 40 mg การสลายตัวเป็นไปตาม dm/dt = −k·m หลังจาก 11 วัน จะเหลือเท่าใด m
m0 = 40 mgt½ = 7 dt = 11 d
m = mg
3.ปานกลาง
จงแก้ y″ + 8y′ + 16y = 0 โดย y(0) = 3 และ y′(0) = 2 จงหา y(0.5)
y″ + 8y′ + 16y = 0y(0) = 3y′(0) = 2
y(0.5) =
4.ปานกลาง
ชิ้นส่วนเหล็กหลอมอุณหภูมิ 420 °C ถูกวางทิ้งไว้ให้เย็นลงในโรงงานที่มีอุณหภูมิ 28 °C หลังผ่านไป 16 min อุณหภูมิเท่ากับ 235 °C เป็นไปตามกฎการเย็นตัวของนิวตัน dT/dt = −k·(T − Tₐ) จงหาค่าคงที่ k ในหน่วย min⁻¹
T0 = 420 °CTa = 28 °CT(16) = 235 °C
k = min⁻¹
5.ยาก
จงแก้ y″ + 3y′ + 27.25y = 0 โดย y(0) = 10 และ y′(0) = 0 (ปล่อยจากหยุดนิ่ง) จงหา y(0.75) มุมเป็นเรเดียน
y″ + 3y′ + 27.25y = 0y(0) = 10y′(0) = 0
y(0.75) =
6.ยาก
ระบบเป็นไปตาม y″ + 3y′ + 11.25y = 56.25 สำหรับ t ≥ 0 เริ่มจากหยุดนิ่ง: y(0) = 0, y′(0) = 0 จงหา y(0.5) มุมเป็นเรเดียน
y″ + 3y′ + 11.25y = 56.25y(0) = 0y′(0) = 0
y(0.5) =
เฉลย
- 1. r = −1
- 2. m = 13.46 mg
- 3. y(0.5) = 1.353
- 4. k = 0.03991 min⁻¹
- 5. y(0.75) = −3.221
- 6. y(0.5) = 3.655
เฉลยทีละขั้นตอนฉบับเต็ม: ฝึกหัวข้อนี้ได้ที่ examproblems.com