微分方程练习卷(附答案)

免费可打印的微分方程练习卷:6 道题,从简单到考试水平,附答案。可打印或另存为 PDF。

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1.简单
rr² + br + c?

对方程 y″ + 5y′ + 6y = 0,求特征方程中最接近零的根 r。它决定解衰减得有多慢。

y″ + 5y′ + 6y = 0
r =
2.简单
t (h)y6 h24

某个量按 dy/dt = −k·y 衰减,k > 0。t = 0 时为 80,t = 6 h 时为 24。 求速率常数 k,以 h⁻¹ 计。

y(0) = 80y(6) = 24
k = h⁻¹
3.中等
t (min)T (°C)9Ta​T = ?

一杯 92 °C 的咖啡放在 21 °C 的房间里。 它遵循牛顿冷却定律 dT/dt = −k·(T − Tₐ)。 已知 k = 0.1 min⁻¹,求 9 min 后的温度 T。

T0 = 92 °CTa = 21 °Ck = 0.1 min⁻¹t = 9 min
T = °C
4.中等
t (min)T (°C)15Ta​18 °C14 °C

一罐 6 °C 的汽水从冰箱中取出,放到 25 °C 的房间里。 15 min 后其温度为 18 °C。 它遵循牛顿冷却定律 dT/dt = −k·(T − Tₐ)。 从开始算起需要多长时间 t 才能达到 14 °C?

T0 = 6 °CTa = 25 °CT(15) = 18 °CT = 14 °C
t = min
5.困难
tyK = 5ymax​ = ?

一个系统在 t ≥ 0 时满足 y″ + 2y′ + 10y = 50,从静止开始:y(0) = 0,y′(0) = 0。求其阶跃响应的峰值 ymax。

y″ + 2y′ + 10y = 50y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
6.困难
tyK = 5y(1.5) = ?

一个系统在 t ≥ 0 时满足 y″ + y′ + 4.25y = 21.25,从静止开始:y(0) = 0,y′(0) = 0。求 y(1.5);角度以弧度为单位。

y″ + y′ + 4.25y = 21.25y(0) = 0y′(0) = 0
y(1.5) =

答案

  1. 1. r = −2
  2. 2. k = 0.2007 h⁻¹
  3. 3. T = 49.87 °C
  4. 4. t = 8.21 min
  5. 5. ymax = 6.755
  6. 6. y(1.5) = 7.255

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