Регистрация
Minydog
05.05.2023 10:45
Математика
Есть ответ 👍

Решение дифференциальных уравнений, второго порядка с постоянными коэффициентами. 1) d²y/dx²=12x, если y(0)=2, y'(0)=20;
2) d²y/dx²+dy/dx-6y=0;
3) y''+12y'+36y=0;
4) y''-6y'+13y=0, если y(0)=1, y'(0)=5.

217
261
Посмотреть ответы 2

Ответы на вопрос:

Alekseev709
Alekseev709
4,8(5 оценок)

1.

y'' = 12x \\ y '= \int\limits12xdx = \frac{12 {x}^{2} }{2} + C_1 = 6 {x}^{2} + C_1 \\ y = \int\limits(6 {x}^{2} + C_1)dx = \frac{6 {x}^{3} }{3} + C_1x + C_2 = \\ = 2 {x}^{3} + C_1x + C_2

общее решение

y(0) = 2,y'(0) = 20

2 = 0 + 0 + C_2 \\ 20 = 0 + C_1 \\ \\ C_1 = 20 \\ c2 = 2

y = 2 {x}^{3} + 20x + 2

частное решение

2.

y ''+ y' - 6y = 0 \\ \\ y = {e}^{kx} \\ \\ {e}^{kx} ( {k}^{2} + k - 6) = 0 \\ D = 1 + 24 = 25\\ k_1 = \frac{ - 1 + 5}{2} = 2 \\ k_2 = - 3 \\ \\ y = C_1 {e}^{2x} + C_2 {e}^{ - 3x}

общее решение

3.

y ''+ 12y '+ 36y = 0 \\ \\ y = {e}^{kx} \\ \\ k {}^{2} + 12 k + 36 = 0 \\ {(k + 6)}^{2} = 0 \\ k_1 = k_2 = - 6 \\ \\ y = C_1 {e}^{ - 6x} + C_2 {e}^{ - 6x} x

общее решение

4.

y'' - 6y' + 13y = 0 \\ \\ y = {e}^{kx} \\ \\ k {}^{2} - 6k + 13 = 0\\ D= 36 - 52 = - 16\\ k_1 = \frac{ 6 + \sqrt{ - 16} }{2} = \frac{6 + 4i}{2} = 3 + 2i \\ k_2 = 3 - 2i \\ \\ y = {e}^{3 x} (C_1 \sin(2x) + C_2 \cos(2x) )

общее решение

y(0) = 1,y'(0) = 5

y '= 3 {e}^{3x} (C_1 \sin(2x) + C_2 \cos(2x) ) + {e}^{3x} (2C_1 \cos(2x) - 2C_2 \sin(2x)) = \\ = {e}^{3x} ((3C_1 - 2C_2) \sin(2x) + (3C_2 + 2C_1) \cos(2x) )

5 = {e}^{0} ( (3C_1 - 2C_2)\sin(0) + (3C_2 + 2C_1) \cos(0)) \\ 1 = {e}^{0} (C_1 \sin(0) + C_2 \cos(0)) \\ \\ C_2 = 1 \\ 3C_2 + 2C_1 = 5 \\ \\ C_2 = 1\\ C_1 = \frac{5 - 3C_2}{2} = 1

y = {e}^{3x} ( \sin(2x) + \cos(2x))

частное решение

RedBalloon
RedBalloon
4,6(47 оценок)

Задано координати вершин трикутника ABC: А(11;-5) В(-1;4) С(15;17)

Знайти:

1) рівняння прямої AB у відрізках на осях;

Находим вектор АВ = (-1-11; 4-(-5)) = (-12; 9).

Составляем каноническое уравнение АВ.

АВ: (х - 11)/(-12) = (у + 5)/9. Приводим к общему знаменателю.

9х - 99 = -12у - 60 и получаем уравнение общего вида:

9х + 12у - 39 = 0.

Перенесём свободный член направо и разделим обе части равенства на него.

(9/39)х + (12/39)у = 1.

Здесь (9/39) и (12/39) и есть отрезки, отсекаемые прямой на осях.

2) внутрішній кут A;

Найден вектор АВ = (-12; 9),

модуль равен √((-12)² + 9²) = √(144+81) = √225 = 15.

Находим вектор АС = (15-11; 17-(-5) = (4; 22),

модуль равен √(4² + 22²) = √(16+484) = √500 = 10√5 ≈ 22,36068.

cos A = (-12*4 + 9*22)/(15*10√5) = 150/335,4102 = 0,447214.

A = arccos = 1,107149 радиан или  63,43495 градуса.

3) загальне рівняння висоти CD та її довжину;

Уравнение высоты CD как перпендикуляра к АВ с уравнением 9х + 12у - 39 = 0. имеет в уравнении общего вида коэффициент В и -А.

CD: 12х - 9у + C = 0. Для определения С подставим координаты точка С:

12*15 - 9*17 + C = 0, отсюда С = -180 + 153 = -27.

Уравнение CD: 12х - 9у - 27 = 0.

Длину CD найдём по разности координат точек C и D.

Точку D находим как точку пересечения прямых AB и CD.

АВ: 9х + 12у - 39 = 0|x(9) =   81x + 108y - 351 = 0

CD: 12х - 9у - 27 = 0|x(12) = 144x - 108y - 324 = 0

                                             225x           - 675 = 0.

x = 675/225 = 3, y = (27 - 12*3)/9 = -9/9 = -1.

Точка D(3; -1).

Вектор CD = (3-15; -1-17) = (-12; -18).

Длина CD = √((-12)² + (-18)²) = √(144+324) = √468 ≈ 21,6333.

4) рівняння прямої, що проходить через точку B паралельно прямій AC.

У этой прямой направляющий вектор равен вектору АС.

Только подставляем координаты точки В.

BK: (х + 1)/4 = (у - 4)/22. Приводим к общему знаменателю.

22х + 22 = 4у - 16 и получаем уравнение общего вида:

22х - 4у + 38 = 0.

Популярно: Математика