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
ty1

一个质量–弹簧–阻尼系统由 y″ + 11.2y′ + 64y = 0 描述。将它与 y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 比较,求阻尼比 ζ。

y″ + 11.2y′ + 64y = 0
ζ =
2.简单
t (h)y10 h750

某个量按 dy/dt = k·y 增长,k > 0。t = 0 时为 500,t = 10 h 时为 750。 求速率常数 k,以 h⁻¹ 计。

y(0) = 500y(10) = 750
k = h⁻¹
3.中等
t (min)T (°C)27Ta​32 °C

一杯 93 °C 的咖啡放在 21 °C 的房间里。 27 min 后其温度为 32 °C。 它遵循牛顿冷却定律 dT/dt = −k·(T − Tₐ)。 求常数 k,以 min⁻¹ 计。

T0 = 93 °CTa = 21 °CT(27) = 32 °C
k = min⁻¹
4.中等
tyy(0) = 1y(1.5) = ?

解 y″ + 8y′ + 16y = 0,其中 y(0) = 1,y′(0) = -1。求 y(1.5)。

y″ + 8y′ + 16y = 0y(0) = 1y′(0) = -1
y(1.5) =
5.困难
tyK = 5y(0.25) = ?

一个系统在 t ≥ 0 时满足 y″ + 4y′ + 29y = 145,从静止开始:y(0) = 0,y′(0) = 0。求 y(0.25);角度以弧度为单位。

y″ + 4y′ + 29y = 145y(0) = 0y′(0) = 0
y(0.25) =
6.困难
tyK = 10ymax​ = ?

一个系统在 t ≥ 0 时满足 y″ + 4y′ + 20y = 200,从静止开始:y(0) = 0,y′(0) = 0。求其阶跃响应的峰值 ymax。

y″ + 4y′ + 20y = 200y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =

答案

  1. 1. ζ = 0.7
  2. 2. k = 0.04055 h⁻¹
  3. 3. k = 0.06958 min⁻¹
  4. 4. y(1.5) = 0.01363
  5. 5. y(0.25) = 2.893
  6. 6. ymax = 12.08

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