Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Математический анализ динамических моделей

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
2.24 Mб
Скачать

x(IV )(t) x(t) 0,

x(0) 2, x (0) 0, x (0) 2, x (0) 0.

x(IV )(t) 10x (t) 9x (t) sin(t),

x(0) 1, x (0) 1, x (0) 1, x (0) 1.

x(IV )(t) 5x (t) 4x(t) 0,

x(0) 6, x (0) 0, x (0) 12, x (0) 0.

x(IV )(t) 4x(t) 0,

x(0) 1, x (0) 2, x (0) 2, x (0) 0.

x(IV )(t) 6x (t) 9x (t) 0,

x(0) 0, x (0) 1, x (0) 6, x (0) 27.

x(IV )(t) 2x (t) x(t) 0,

x(0) 0, x (0) 1, x (0) 2, x (0) 8.

x(IV )(t) 8x (t) 16x (t) 0,

x(0) 1, x (0) 2, x (0) 4, x (0) 3.

x(IV )(t) 4x (t) 3x(t) 0,

x(0) 1, x (0) 1, x (0) 1, x (0) 1.

3x(IV )(t) x (t) 2, 36.

x(0) 1, x (0) 1, x (0) 2, x (0) 2.

Упражнение 4. Решить следующие задачи Коши. Найти передаточную матрицу-функцию и матрицу Коши, записать формулу Коши.

37.

x (t) x(t) 2y(t),

x(0) 0,

 

y (t) 2x(t) y(t) 1,

y(0) 5.

38.

x (t) 2y(t),

x(0) 2,

 

y (t) 2x(t),

y(0) 2.

39.

x (t) 3x(t) 4y(t),

x(0) 1,

 

y (t) 4x(t) 3y(t),

y(0) 1.

21

40.

x (t) y(t),

 

y(0) 1,

 

 

y (t) 2x(t) 2y(t),

y(0) 1.

 

 

 

 

 

10e

2t

,

x(0) 1,

41.

 

x (t) 2x(t) 2y(t)

 

 

 

 

2t

,

 

 

y(0) 3.

 

y (t) 2x(t) y(t) 7e

 

 

 

42.

x (t) x(t) y(t),

 

x(0) 1,

 

 

y (t) x(t) y(t),

 

y(0) 1.

 

43.

x (t) x(t) 3y(t),t

,

 

x(0) 0,

 

y (t) x(t) y(t) e

 

y(0) 0.

44.

x (t) x(t) y(t),

x(0)

2,

 

 

y (t) x(t) y(t),

y(0)

0.

 

45.

x (t) 2x(t) y(t),

x(0) 1,

 

y (t) x(t) 2y(t),

y(0) 3.

46.

x (t) 4x(t) 6y(t),

x(0) 0,

 

y (t) 2x(t) 3y(t) t,

y(0) 0.

 

 

 

 

 

t

,

 

x(0) 1/8,

47.

 

x (t) y(t)

3e

 

 

 

2e

3t

,

y(0) 5/8.

 

y (t) x(t)

 

 

 

 

 

 

t

,

 

 

x(0) 0,

48.

 

x (t) y(t) e

 

 

 

t

,

 

 

 

y(0) 0.

 

y (t) x(t) e

 

 

 

 

x (t) x(t) y(t) et ,

y (t) x(t) y(t) et ,

50. x (t) y(t),

x(0) 2,

y (t) x(t),

y(0) 5.

x(0) 1, y(0) 1.

51.

x (t) x(t) 2y(t),

 

x(0) 1,

 

y (t) x(t) 4y(t) 1,

y(0) 1.

52.

x (t) 2y(t) 3t,

x(0) 2,

 

y (t) 2x(t) 4,

y(0) 3.

22

53.

x (t) 3x(t) 8y(t),

x(0) 6,

 

y (t) x(t) 3y(t),

y(0) 2.

54.

x (t) 9y(t),

x(0) 3,

 

y (t) x(t),

y(0) 1.

55.

x (t) 3x(t) 4y(t),

x(0) 1,

 

y (t) 2x(t) 5y(t),

y(0) 4.

56.

x (t) x(t) 5y(t),

x(0) 2,

 

y (t) x(t) 3y(t),

y(0) 1.

x (t) 3x(t) 4y(t) 9e2t ,

y (t) 2x(t) 3y(t) 3e2t ,

58.x (t) 2x(t) 4y(t) cos(t),

y (t) x(t) 2y(t) sin(t),

x(0) 2, y(0) 0.

x(0) 0, y(0) 0.

59. x (t) 7x(t) y(t),

x(0) 1,

y (t) 2x(t) 5y(t),

y(0) 1.

x (t) x(t) y(t) 3t2 /2,

y (t) 4x(t) 2y(t) 4t 1,

61.

x (t) y(t),

x(0)

1,

 

y (t) x(t),

y(0)

1.

62.

x (t) 2y(t) 3t,

x(0) 0,

 

y (t) 2x(t) 4t,

y(0) 0.

x(0) 0, y(0) 0.

63.

x (t) x(t) y(t),

x(0) 2,

 

y (t) 4x(t) y(t),

y(0) 0.

64.

x (t) y(t),

x(0) 1,

 

y (t) x(t),

y(0) 1.

65.

x (t) y(t) 1,

x(0) 0,

 

y (t) x(t) 1,

y(0) 1.

66.

x (t) x(t) 5y(t),

x(0) 0,

 

y (t) 2x(t) y(t),

y(0) 3.

23

67.

x(t) y(t) t,

x(0)

1,

 

y (t) x(t) t,

y(0)

1.

68.

x (t) 2x(t) y(t),

x(0) 1,

 

y (t) x(t) 4x(t),

y(0) 1.

69.

x (t) x(t) 8y(t),

x(0) 1,

 

y (t) x(t) y(t),

y(0) 1.

70.

x (t) x(t) y(t),

x(0) 2,

 

y (t) x(t) y(t),

y(0) 1.

71.

x (t) 2x(t) y(t),

x(0) 1,

 

y (t) 2x(t) 4y(t),

y(0) 1.

72.

x (t) x(t) y(t),

x(0) 0,

 

y (t) 2(t) 4y(t),

y(0) 1.

Упражнение 5. Решить следующие задачи Коши, Найти передаточную матрицу-функцию и матрицу Коши, записать формулу Коши.

 

 

 

 

x(0) 0,

 

x (t) 2x(t) y(t) z(t),

 

1.

 

 

 

y(0) 1,

y (t) 2x(t) z(t),

 

 

 

 

 

 

z(0) 2.

 

z (t) 2x(t) y(t) 2z(t),

 

 

 

 

x(0) 2,

 

x (t) 2x(t) y(t) z(t),

2.

 

 

y(0) 1,

y (t) x(t) z(t),

 

 

 

 

z(0) 3.

 

z (t) 3x(t) y(t) 2z(t),

 

 

 

 

x(0) 2,

 

x (t) x(t) 2y(t) 2z(t),

 

3.

 

 

 

y(0) 2,

y (t) x(t) 4y(t) 2z(t),

 

 

 

 

 

z(0) 3.

 

z (t) x(t) 5y(t) 3z(t),

 

 

 

2z(t),

 

x(0) 0,

 

x (t) x(t) 2y(t)

 

4.

 

2z(t),

 

y(0) 1,

y (t) 2x(t) y(t)

 

 

 

 

 

z(0) 1.

 

z (t) 3x(t) 2y(t) 3z(t),

24

 

 

x(0) 0,

 

x (t) 3x(t) 2y(t) 2z(t),

5.

 

y(0) 1,

y (t) 3x(t) y(t) z(t),

 

 

z(0) 1.

 

z (t) x(t) 2y(t),

x (t) 3x(t)

6.y (t) 3x(t)

z (t) x(t)

3y(t) z(t),

x(0) 1,

2y(t) 2z(t),

y(0) 1,

2y(t),

z(0) 1.

x (t) 2x(t) y(t)

7.y (t) x(t) z(t),z (t) x(t) y(t),

z(t), x(0) 1, y(0) 1, z(0) 1.

 

 

x(0) 1,

 

x (t) y(t) z(t),

8.

 

y(0) 1,

y (t) x(t) z(t),

 

 

z(0) 2.

 

z (t) 2x(t) 2y(t) z(t),

x (t)

9.y(t)z (t)

y(t) z(t),

x(0) 1,

x(t) y(t),

y(0) 1,

x(t) z(t),

z(0) 1.

x (t)

10.y (t)z (t)

x (t)

11.y (t)z (t)

x (t)

12.y (t)z (t)

x (t)

13.y (t)z (t)

2x(t) y(t) 2z(t),

x(0) 1,

x(t) 2z(t),

 

y(0) 1,

2x(t) 3z(t),

 

z(0) 1.

y(t) z(t),

 

x(0) 1,

x(t) z(t),

 

y(0) 1,

2x(t) 2y(t) 3z(t),

z(0) 0.

4x(t) 2y(t) 2z(t),

x(0) 1,

x(t) 3y(t) z(t),

 

y(0) 1,

3x(t) 3y(t) z(t),

 

z(0) 0.

2x(t) z(t),

x(0) 1,

x(t) y(t),

y(0) 1,

3x(t) y(t) z(t),

z(0) 2.

25

x (t)

14.y (t)z (t)

x (t)

15.y (t)z (t)

x (t)

16.y (t)z (t)

x (t)

17.y (t)z (t)

x(t) y(t) z(t),

x(0) 1,

x(t) y(t) z(t),

y(0) 1,

2x(t) y(t),

z(0) 1.

x(t) 2y(t) z(t),

x(0) 1,

x(t) y(t) z(t),

y(0) 0,

x(t) z(t),

z(0) 1.

2x(t) y(t) z(t),

x(0) 0,

x(t) 2y(t) z(t),

y(0) 1,

x(t) y(t) 2z(t),

z(0) 1.

3x(t) y(t) z(t),

x(0) 1,

x(t) y(t) z(t),

y(0) 1,

4x(t) y(t) 4z(t),

z(0) 1.

x (t)

18.y (t)z (t)

3x(t) 4y(t) 2z(t),

x(0) 1,

x(t) z(t),

y(0) 1,

6x(t) 6y(t) 5z(t),

z(0) 0.

x (t)

19.y (t)z (t)

x (t)

20.y (t)z (t)

x (t)

21.y (t)z (t)

x (t)

22.y (t)z (t)

x(t) y(t) z(t),

x(0) 0,

x(t) y(t),

y(0) 1,

3x(t) z(t),

z(0) 1.

2x(t) y(t),

 

x(0) 1,

x(t) 3y(t) z(t),

 

y(0) 0,

x(t) 2y(t) 3z(t),

z(0) 1.

2x(t) y(t) 2z(t),

x(0) 0,

x(t) 2z(t),

 

y(0) 2,

2x(t) y(t) z(t),

z(0) 1.

4x(t) y(t) z(t),

 

x(0) 1,

x(t) 2y(t) z(t),

 

y(0) 1,

x(t) y(t) 2z(t),

 

z(0) 1.

26

x (t)

23.y (t)z (t)

2x(t) y(t) z(t),

x(0) 1,

3x(t) 2y(t) 3(t),

y(0) 3,

x(t) y(t) 2z(t),

z(0) 1.

x (t)

24.y (t)z (t)

2x(t) y(t) 2z(t),

x(0) 1,

x(t) 2y(t) 2z(t),

y(0) 1,

3x(t) 3y(t) 5z(t),

z(0) 3.

x (t)

25.y (t)z (t)

y(t) z(t),

x(0) 1,

x(t) y(t),

y(0) 2,

x(t) z(t),

z(0) 3.

x (t)

26.y (t)z (t)

x (t)

27.y (t)z (t)

x (t)

28.y (t)z (t)

x (t)

29.y (t)z (t)

x (t)

30.y (t)z (t)

x (t)

31.y (t)z (t)

4y(t) z(t),

x(0) 5,

z(t),

y(0) 0,

4y(t),

z(0) 4.

4x(t) y(t),

 

x(0) 0,

3x(t) y(t) z(t),

y(0) 0,

x(t) z(t),

 

z(0) 1.

3x(t) y(t) z(t),

x(0) 1,

x(t) 5y(t) z(t),

y(0) 2,

x(t) y(t) 3z(t),

z(0) 1.

8y(t),

 

x(0) 4,

2z(t),

 

y(0) 0,

2x(t) 8y(t) 2z(t),

z(0) 1.

x(t) y(t) z(t),

x(0) 1,

x(t) y(t) z(t),

y(0) 1,

x(t) y(t) z(t),

z(0) 0.

2x(t) y(t) z(t),

x(0) 1,

x(t) 2y(t) z(t),

y(0) 1,

x(t) y(t) 2z(t),

z(0) 1.

27

x (t)

32.y (t)z (t)

x (t)

33.y (t)z (t)

x (t)

34.y (t)z (t)

x (t)

35.y (t)z (t)

x (t)

36.y (t)z (t)

2x(t) y(t) z(t),

 

x(0) 0,

x(t) z(t),

 

 

y(0) 0,

3x(t) y(t) 2z(t),

z(0) 1.

6x(t) 12y(t) z(t),

x(0) 1,

x(t) 3y(t) z(t),

y(0) 1,

4x(t) 12y(t) 3z(t),

z(0) 1.

x(t) z(t),

x(0)

1,

 

x(t),

y(0)

1,

 

x(t) y(t),

z(0)

0.

 

x(t) y(t) z(t),

x(0) 1,

x(t) y(t) z(t),

y(0) 1,

2x(t) y(t),

 

z(0) 1.

15x(t) 6y(t) 16z(t),

x(0) 2,

15x(t) 7y(t) 18z(t),

y(0) 2,

19x(t) 8y(t) 21z(t),

z(0) 1.

Упражнение 6. Решить следующие интегральные уравнения. Найти передаточную функцию и резольвентное ядро. Записать обратный оператор.

1.

x(t) sin(t) t

(t s)x(s)ds

19.

x(t) t 2t

sinh[2(t s)]x(s)ds

 

 

 

0

 

 

 

 

0

 

 

 

2.

x(t) t 1/2t

(t s)2 x(s)ds

20.

x(t) t3

t

sin(t s)x(s)ds

 

 

0

 

 

 

 

 

0

 

 

 

3.

x(t) t t

sin(t s)x(s)ds

21.

x(t) e 4t 6t

cosh[4(t s)]x(s)ds

 

0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

4.

x(t) cos(t) t

et s x(s)ds

22.

x(t) et

t 1 t

x(s)ds

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

0

 

5.

x(t) 1 t t

cos(t s)x(s)ds

23.

x(t) t2

/2 t

(t s)x(s)ds

 

 

0

 

 

 

 

 

 

0

 

 

28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

x(t) t2 /2 t

(t s)es t x(s)ds

 

 

 

0

 

 

 

7.

x(t) e t 1/2t

(t s)2x(s)ds

 

 

 

 

0

 

8.

x(t) e t t

es t

sin(t s)x(s)ds

 

0

 

 

 

 

9.

x(t) sin(t) 2t

cos(t s)x(s)ds

 

 

 

 

 

0

 

10. x(t) 1 t

e2(t s)x(s)ds

 

0

 

 

 

 

 

11. x(t) 1 1/2t

sin[2(t s)]x(s)ds

 

 

 

 

0

 

 

12. x(t) et 2t cos(t s)x(s)ds

0

13. x(t) 1 1/6t (t s)3x(s)ds

0

14. x(t) t t sinh(t s)x(s)ds

0

15. x(t) sinh(t) t cosh(t s)x(s)ds

0

16. x(t) cos(3t) t et s x(s)ds

0

17. x(t) e t /2 t (1 es t )x(s)ds

0

18. x(t) 2 1/6t (t s)3x(s)ds

0

24. x(t) te2t t e2(t s)x(s)ds

0

25. x(t) sin(t) t cos(t s)x(s)ds

0

26. x(t) et t sin(t s)x(s)ds

0

27. x(t) sin(t) t sinh(t s)x(s)ds

0

28. x(t) t2 /2 1/2t (t s)2x(s)ds

0

29. x(t) e2t t (t s)et s x(s)ds

 

 

 

 

 

0

 

30.

x(t) e t

t

sin(t s)x(s)ds

 

 

 

 

 

0

 

31.

x(t) 1 t cos(t) sin(t)

t

(t s)sin(t s)x(s)ds

0

 

 

 

 

 

 

32.

x(t) 1 2t 4t2

t

[3 6(t s) 4(t s)2]x(s)ds

0

 

 

 

 

 

 

33.

x(t) 1

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

e

(t s)/2

cos

 

 

 

3(t s)/2 x(s)ds

0

 

 

 

 

 

 

34.

x(t) t 2t (t s)

0

sin(t s) x(s)ds

35. x(t) sin(2t)

8/3t sinh[3(t s)]x(s)ds

0

36. x(t) cos(5t)

7/4t sinh[4(t s)]x(s)ds

0

29

Упражнение 7. Решить следующие задачи Коши. Найти передаточную функцию и функцию Коши, записать формулу Коши.

1. x (t) x(t 2) 1,

t 0,

 

x( ) 0,

 

0.

2. x (t) x(t 2),

t 0,

 

x( ) 1,

0.

3. x (t) x(t 2) 1,

t 0,

 

x(ξ) 0,

 

ξ 0.

4. x (t) x(t 2),

t 0,

 

x(ξ) 1,

ξ 0.

 

 

 

 

t 0,

 

x (t) x(t 2) 1,

5.

 

0,

 

ξ 0,

x(ξ)

 

 

 

1,

 

 

 

x(0)

 

 

 

 

 

t 0,

 

x (t) x(t 2),

6.

 

1,

ξ 0,

x(ξ)

 

 

0.

 

 

 

x(0)

 

 

 

 

 

 

t 0,

 

x (t) x(t 2) 1,

7.

 

0,

 

ξ 0,

x(ξ)

 

 

 

1.

 

 

 

x(0)

 

 

 

 

 

t 0,

 

x (t) x(t 2),

8.

 

1,

ξ 0,

x(ξ)

 

 

0.

 

 

 

x(0)

 

 

9. x (t) x(t 2),

t 0,

 

x(ξ) ξ,

ξ 0.

10. x (t) x(t 2),

t 0,

 

x(ξ) ξ,

 

ξ 0.

 

 

 

 

t 0,

 

x (t) x(t 2) 1,

 

 

 

 

ξ 0,

11. x(ξ) ξ,

 

 

 

 

 

 

 

x(0) 1.

 

 

19.

x (t) x(t 1) 1,

t 0,

 

x(ξ) ξ,

 

ξ 0.

20.

x (t) x(t 1) 1,

t 0,

 

x(ξ) 1,

 

ξ 0.

21.

x (t) x(t 1) t,

t 0,

 

x(ξ) 0,

 

ξ 0.

22.

x (t) x(t 1) t,

t 0,

 

x(ξ) 1,

 

ξ 0.

 

 

 

 

t 0,

 

x (t) x(t 1) t,

23.

 

0,

 

ξ 0,

x(ξ)

 

 

 

1.

 

 

 

x(0)

 

 

 

 

 

t

0,

 

x (t) x(t 1),

24.

 

1,

ξ 0,

x(ξ)

 

 

0.

 

 

 

x(0)

 

 

 

 

 

 

t 0,

 

x (t) x(t 1) 1,

25.

 

1,

 

ξ 0,

x(ξ)

 

 

 

1.

 

 

 

x(0)

 

 

 

 

 

 

t 0,

 

x (t) x(t 1) 1,

26.

 

ξ,

 

ξ 0.

x(ξ)

 

 

 

1.

 

 

 

x(0)

 

 

 

 

 

 

t 0,

 

x (t) x(t 1) t,

27.

 

1,

 

ξ 0,

x(ξ)

 

 

 

0.

 

 

 

x(0)

 

 

28.

x (t) x(t 1) t,

t 0,

 

x(ξ) ξ,

 

ξ 0.

29.

x (t) x(t 1),

t 0,

 

x(ξ) 1,

ξ 0.

30

Соседние файлы в папке книги