- •Рабочая программа
- •Пояснительная записка
- •Тематический план
- •Литература
- •Конспект лекций
- •Понятие множества и операции над множествами
- •Числовые множества
- •Абсолютная величина действительного числа. Окрестность точки
- •Функция одной независимой переменной
- •Основные элементарные функции. Сложная функция
- •Предел и непрерывность функции
- •Дифференциальное исчисление функции одной независимой переменной
- •Приложения производной
- •Правило Лопиталя
- •Исследование функций и построение графиков
- •Неопределенный интеграл
- •Метод замены переменной (метод подстановки)
- •Интегрирование по частям
- •Интегрирование простейших рациональных дробей
- •Определенный интеграл и его приложения
- •Дифференциальные уравнения
- •Методы интегрирования дифференциальных уравнений первого порядка
- •Дифференциальные уравнения второго порядка, допускающие понижение порядка
- •Линейные дифференциальные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами
- •Контроль знаний
- •Контрольная работа №1
- •Контрольная работа №2
- •Контрольные вопросы к зачету
- •Контрольные вопросы к экзамену
- •Глоссарий
б) Решим это же уравнение методом Лагранжа. Решение однородного урав-
нения |
|
|
|
2 |
|
y = 0 есть функция |
y(x)= C(x)x |
2 |
. |
Тогда для нахождения функции |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
y′ − |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
x |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
С(х) получаем уравнение |
|
dC |
|
= 2x , |
откуда C(x)= x2 |
+ C1 . Следовательно, общее |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
dx |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
решение: |
y(x)= C(x)x2 = (x2 |
+ C1 )x2 |
= C1 x2 + x4 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
в) |
|
Применим |
|
|
метод интегрирующего |
множителя. |
|
|
По определению |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
µ = e ∫− |
2 |
dx |
= e −2 ln x |
= |
1 |
. Умножим исходное уравнение слева на этот множи- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
x |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
x 2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
тель, |
|
|
тогда |
|
|
получим |
1 |
|
|
y ′ |
− |
2 |
y = 2 x |
|
|
или |
|
|
|
d |
4 |
|
|
= 2 x , то есть |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 2 |
|
|
|
|
x 3 |
|
|
|
|
|
|
|
dx |
x |
2 |
|
|
|
|
|
||||||
y |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
d |
|
|
|
= 2x dx, |
|
|
|
|
|
= x |
|
+ C, y |
= x |
|
|
+ Cx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Решить уравнения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
11.26. |
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.30. |
y |
′ |
+ y |
|
|
|
e−x |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 1 |
+ x2 |
|
|
|||||||||||||||||||||
y |
− 4xy = x |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
11.27. y′+ 2xy = xe−x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.31. |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
e |
x |
|||||||||||||||||||||||
|
11.28. y′cos x + y =1 −sin x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xy′−3y = x |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.32. |
|
|
′ |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
11.29. |
y′ |
− |
|
|
y |
= x ln x, |
y(e)= |
e2 |
|
|
|
|
|
xy |
+ 2 y = x |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
x ln x |
|
2 |
|
|
|
|
|
11.33. |
y′cos x − 2 y sin x = 2 |
2.11.2. Дифференциальные уравнения второго порядка, допускающие понижение порядка
Будем рассматривать уравнения, которые можно записать в виде, разрешенном относительно второй производной:
y′′ = f (x, y, y′)
Укажем несколько наиболее часто встречающихся классов уравнений, допускающих понижение порядка.
1. Уравнение вида y′′ = f (x).
Введем новую функцию z(x) путем замены z(x)= y′. Тогда исходное уравнение преобразуется в уравнение z′ = f (x), решением которого является функция z(x)= ∫ f (x)dx +C1 . Повторным интегрированием находим общее решение урав-
нения y(x)= ∫[∫ f (x)dx]dx +C1 x +C2 , где С1 и С2 – произвольные постоянные.
2. Уравнение вида y′′ = f (x, y′), то есть уравнение не содержит в явном виде у. Заменой z(x)= y′ получаем уравнение первого порядка общего вида z′ = f (x, z). Найдя общее решение этого уравнения z =ϕ(x,C1 ), повторным интегрированием получим искомое общее решение уравнения y(x)= ∫ϕ(x,C1 )dx +C2 ,
где С1 и С2 – произвольные постоянные.
70
3. Уравнение вида y′′ = f (y, y′), то есть уравнение не содержит независимой переменной х. Введем новую функцию, зависящую от у, полагая y′ = P(y). Тогда по правилу дифференцирования сложной функции имеем:
y′′ = dxd [P(y)]= dPdy y′ = P dPdy
Исходное уравнение преобразуется в дифференциальное уравнение первого порядка относительно функции Р(у): P dPdy = f (y, P).
Пусть общее решение этого уравнения P =ϕ(y,C1 ). Тогда обратной заменой получаем неполное уравнение первого порядка относительно функции у(х):
dydx =ϕ(y,C1 ), из которого методом разделения переменных получаем функцио-
нальное соотношение для определения общего решения ∫ϕ(ydy,C1 )= x +C2 , где
С1 и С2 – произвольные постоянные.
11.34. Найти частное решение уравнения y′′ = cos2 x , удовлетворяющее на-
чальным условиям y(0)= 321 , y′(0)=0 .
∆ Последовательным интегрированием данного уравнения получаем:
y′ = |
|
|
2 |
|
|
|
1 |
|
(1+cos 2x)dx = |
1 |
|
|
1 |
|
|
|||||||
|
cos |
|
x dx = |
|
|
|
x + |
|
sin 2x |
+C |
||||||||||||
∫ |
|
2 ∫ |
2 |
2 |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|||||
y = |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
+C1 |
|
dx = |
1 |
x |
2 |
− |
1 |
cos2x +C1 x +C2 . |
|||||
2 |
x + |
2 |
sin 2x |
|
4 |
|
8 |
|||||||||||||||
|
∫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Воспользуемся начальными условиями; тогда получим С1 = 0, С2 = 5/32.
11.35. Найти общее решение уравнения |
|
y′ |
|
y′ |
|
y′′ = |
|
ln |
|
. |
|
x |
|
||||
|
|
|
x |
|
|
|
∆ Это уравнение второго вида, поскольку оно не содержит в явном виде у. |
||||||||||||||||||||
Заменой |
z(x)= y′ приведем |
его к однородному |
уравнению |
первого |
порядка |
||||||||||||||||||
|
′ |
|
|
z |
|
z |
|
|
|
|
′ |
′ |
|
|
|
dt |
|
dx |
|
||||
z |
= |
|
|
ln |
|
. Полагая z =tx, z |
получим уравнение или |
|
|
|
= |
|
. Ин- |
||||||||||
|
|
x |
|
=t x +t , |
|
t(ln t −1) |
x |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
тегрируя, находим ln(ln t −1)= ln x +ln C1 |
или ln t −1 = C1 x , откуда t = e1+C1x . Возвраща- |
||||||||||||||||||||||
ясь |
|
к |
переменной у, |
приходим к |
уравнению |
y′ = xe1+C1x . |
|
Следовательно, |
|||||||||||||||
y = ∫xe1+c1x dx = |
1 |
xe1+c1x − |
|
1 |
xe1+c1x +C2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C1 |
|
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
11.36. Решить уравнение y′′−(y′)2 = 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
∆ Это уравнение третьего типа, то есть оно не содержит явно независимой |
||||||||||||||||||||
переменной х. Заменой |
|
y′ = P(y) сведем его к |
уравнению |
первого |
|
порядка |
P dPdy − P2 = 0 . Первое решение этого уравнения: Р=0, или у=С, где С – постоян-
ная величина. Сокращая после этого обе части уравнения на Р, получаем
71
P′− P = 0 . |
Решение |
этого уравнения методом разделения переменных дает |
P = C1e y . |
Наконец, |
обратная замена приводит к уравнению первого порядка |
dydx = C1e y . Разделение переменных х и у приводит к общему решению исходного
уравнения: e−y dy = C1dx , откуда e−y = C1 x +C2 , или окончательно y(x)= −ln(C1 x +C2 ). Нетрудно увидеть, что это решение включает в себя и решение y = C , получен-
ное выше (при C = 0, C2 ≠ 0 ).
Определить тип уравнения и найти его решение:
11.37.y′′ = xsin x
11.38.y′′ = 2sin xcos2 x −sin 2 x
11.39.(1− x2 )y′′− xy′ = 2
11.40.(1+ x2 )y′′+1+ y′2 = 0
11.41.1+ y′2 = yy′′
11.42.y′′(2 y +3)−2 y′2 = 0
11.43.y′′(1+ y)= y′2 + y
11.44. y′′ = y′ y
2.11.3.Линейные дифференциальные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами
Линейным дифференциальным уравнением второго порядка называется
уравнение вида: |
|
y ′′ + p (x )y ′ + q (x )y = f (x ), |
(1) |
где у(х) – искомая функция, а p(x), q(x) и f(x) – функции, непрерывные на некотором интервале (a, b). Если функции p(x) и q(x) – постоянные величи-
ны, то уравнение (1) называется линейным уравнением с постоянными коэффициентами.
Если f(x)=0, уравнение (1) называется линейным однородным уравнением, в противном случае – линейным неоднородным уравнением.
Для любых начальных условий уравнение (1) имеет единственное решение. Рассмотрим сначала решение однородного уравнения (1).
Теорема. Если у1(х) и у2(х) – линейно независимые частные решения однородного уравнения (1), то общее решение этого уравнения является линейной комбинацией этих частных решений, то есть имеет вид:
y = C1 y1 +C2 y2 , |
(2) |
где С1 и С2 – некоторые числа.
Для нахождения частных решений однородного уравнения составляют характеристическое уравнение:
k 2 + pk + q = 0 , |
(3) |
которое получается из уравнения (1) заменой в нем производных искомой функции соответствующими степенями k, причем сама функция заменяется единицей.
72
Общее решение уравнения (1) строится в зависимости от характера корней уравнения (3):
1) характеристическое уравнение (3) имеет действительные корни k1 и k2, причем k1 ≠ k2 . Тогда общее решение однородного уравнения имеет вид y = C1ek1x +C2ek2 x , где С1 и С2 – некоторые числа;
2) характеристическое уравнение (3) имеет один корень k (кратности 2). Тогда общее решение уравнения имеет вид y = C1ekx +C2 xekx , где С1 и С2 – некоторые числа;
3) характеристическое уравнение (3) не имеет действительных корней. То-
гда общее |
решение уравнения имеет вид y = C1eαx sin βx +C2eαx cos βx , где |
||
α = − p |
, β = |
q − p2 |
, С1 и С2 – некоторые числа. |
2 |
|
4 |
|
11.45. Найти общее решение уравнения y′′−7 y′+6y = 0 .
∆ Составим характеристическое уравнение k 2 −7k +6 = 0 ; его корни k1 = 6 и k2 = 1. Следовательно, е6х и ех – частные линейно независимые решения, а общее решение имеет вид y = C1e6 x +C2ex .
11.46. Найти решение уравнения y′′−3y′+2 y = 0 при следующих начальных условиях y(0)= 3, y′(0)= 4 .
∆ Составим характеристическое уравнение k 2 −3k +2 = 0 , находим его корни k1 = 1, k2 = 2. Тогда общее решение данного уравнения имеет вид y = C1ex +C2e2 x . Удовлетворим начальным условиям, то есть найдем постоянные С1 и С2, при
которых y(0)= 3, y′(0)= 4 . Так как y(0)= С1 +С2 , y′(0)= С1 + 2С2 , то постоянные С1 и С2 находим, решая систему:
С1 +С2 =3 С1 +2С2 = 4
откуда С1 = 2 и С2 = 1. Найденное частное решение y = 2ex +e2 x .
Уравнение свободных упругих колебаний при наличии сопротивления среды приводится к виду:
d 2 x |
+2n |
dx |
+a |
2 |
x = 0 (n > 0) |
|
|
dt 2 |
dt |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
Характеристическое уравнение имеет корни k1,2 = −n ± |
n2 −a2 . |
||||||
1) если n2 −a2 > 0 , то корни действительные, |
различные и оба отрицатель- |
||||||
ные. Вводя для них обозначения k1 = −n − n2 −a2 |
= −s1 , k2 |
= −n + n2 −a2 = −s2 , на- |
ходим общее решение уравнения движения в виде x = C1e−s1t +C2e−s2t . Это случай так называемого апериодического движения;
2)если n2 −a2 = 0 , то корни характеристического уравнения – действительные, равные: k1 = k2 = −n . В этом случае общее решение имеет вид x = (C1 +C2t)e−nt ;
3)если n2 −a2 < 0 , то характеристическое уравнение имеет комплексные сопря-
женные корни k1 = −α + βi, k2 = −α − βi , где α = n, β = a2 −n2 . Общее решение имеет вид x = ent (C1 cos a2 −n2 t +C2 sin a2 −n2 t). Этозатухающиеколебания.
73
Найти общее решение уравнений:
11.47. |
y′′− y′−2 y = 0 |
11.50. y′′+25y = 0 |
11.48. |
y′′−5y′+6 y = 0 |
11.51. y′′−4 y′+4 y = 0 |
11.49. |
y′− y = 3y′′ |
|
Найти решения уравнений, удовлетворяющие начальным условиям:
11.52. y′′−2y′+ y =0, y(2)=1, y′(2)=−2 11.54. |
y′′−10 y′+ 25y = 0, |
y (0)= 0, y′(0)=1 |
||||
11.53. y′′+ y = 4ex , y(0)= 4, y′(0)= −3 |
11.55. |
y |
′′ |
+ y |
= 0, y(0)=1, |
′ |
|
|
y (π 3)= 0 |
Линейное неоднородное уравнение с постоянными коэффициентами может быть, в частности, решено методом вариации произвольных постоянных. Этот метод состоит в следующем. Сначала находится общее решение y = C1 y1 +C2 y2
однородного уравнения. Затем предполагается, что постоянные С1 и С2 являются функциями независимой переменной х. Функции С1(х) и С2(х) находятся как решения системы:
C1′y1 +C2′y2 |
= 0 |
( ) |
|
C1′y1′ +C2′y2′ |
= f (x) |
||
|
11.56. Решить уравнение y′′−2 y′−3y = e4 x .
∆ Ищем решение однородного уравнения. Для этого составляем характеристическое уравнение k 2 −2k −3 = 0 . Оно имеет корни k1 = −1, k2 = 3 . Следовательно общее решение однородного уравнения y = C1e−x +C2e3x . Полагая теперь, что С1 и С2 – функции переменной х, найдем первые производные этих функций, решая систему:
C1′e−x +C2′e3x = 0
−C1′e−x +3C2′e3x = e4 x
Решения системы имеют вид C1′ = − 14 e5x , C2′ = 14 ex
. Получили дифференци-
альные уравнения с разделяющимися переменными. Решая эти уравнения. По-
лучаем C1 |
= − |
1 |
∫e5x dx +C3 = − |
1 |
e5x +C3 , |
C2 |
= |
1 |
∫ex dx +C4 |
= |
1 ex +C4 , где С3 и С4 – не- |
|
4 |
20 |
4 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
которые постоянные. Таким образом окончательно решение уравнения имеет вид
|
|
1 |
|
5 x |
|
|
|
−x |
|
1 |
|
x |
|
|
|
3x |
|
|
−x |
|
|
3x |
|
1 |
|
4 x |
|
1 |
|
4 x |
|
|
−x |
|
|
3x |
|
1 |
|
4 x |
y = |
− |
|
e |
|
+C |
|
e |
|
+ |
|
e |
|
+C |
|
e |
|
= C |
e |
|
+C |
e |
|
+ |
|
e |
|
− |
|
e |
|
= C |
e |
|
+C |
e |
|
+ |
|
e |
|
20 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
4 |
|
20 |
|
|
|
5 |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
Структура полученного решения представляет собой сумму общего решения однородного уравнения и частного решения исходного неоднородного уравнения. Такая структура решения неоднородного дифференциального уравнения справедлива и в общем случае.
11.57. Решить уравнение y′′−4 y′+4 y = x2 .
∆ Характеристическое уравнение k 2 −4k +4 = 0 . Его корень (кратности 2) k = 2.
Общее решение однородного уравнения |
|
y = C1e2 x +C2 xe2 x . Составляем систему |
||||||||
для определения С1(х) и С2(х). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
′ 2 x |
|
′ |
|
2 x |
= 0 |
|
|
|
||
C1e |
|
+C2 xe |
|
|
|
|
|
|||
′ |
2 x |
′ |
(1 |
+2x)e |
2 x |
= x |
2 |
|||
2C1e |
|
|
+C2 |
|
|
74
Решения системы имеют вид С1′ = −x3e−2 x , |
С2′ = x2e−2 x . Определяя С1(х) и С2(х), |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
получаем, интегрируя по частям |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
−2 x |
|
|
|
|
−2 x |
|
3 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
C1 (x)= −∫x |
e |
|
|
dx +C3 |
= |
|
e |
|
|
x |
|
+ |
|
|
x |
|
|
+ |
|
|
x |
+ |
|
+C3 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
−2 x |
|
|
|
|
1 |
|
−2 x |
|
2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
C2 (x)= ∫x |
e |
|
|
dx +C4 = − |
|
e |
|
|
x |
|
+ x + |
|
|
|
|
+C4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
Окончательное решение уравнения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
−2 x |
|
2 x |
1 |
3 |
3 |
|
2 |
|
3 |
3 |
1 |
|
|
2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
−2 x |
|
|
|
2 x |
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
y = C3e |
|
+C4 xe |
|
+ 2 x |
|
+ 2 x |
|
+ 2 x + |
4 |
− 2 x x |
|
+ x + 2 |
= C3e |
|
|
+C4 xe |
|
+ |
|
|
|
+ x + |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
4 |
Решение неоднородных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами полностью основывается на методе вариации постоянных. Однако в ряде случаев бывает проще подобрать частные решения неоднородного уравнения по виду его правой части. Так, частное решение только что решенного уравнения можно было искать в виде u = Ax2 + Bx +C . Подставляя u в уравнение, имеем равенство:
4 Ax2 +(4B −8A)x + 2A −4B + 4C = x2 .
Так как левая часть должна равняться правой, то 4A =1, 4B −8A =0, 2A−4B +4C =0 . Из этой системы находим A = 14 , B = 12 , C = 83 . Следовательно, частное решение
должно иметь вид u = 14 x2 + 12 x + 83 , что совпадает с найденным.
11.58. Проинтегрировать уравнение y′′+ y′−2 y = cos x −3sin x при начальных условиях y(0)=1, y′(0)= 2 .
∆ Характеристическое уравнение k 2 +k −2 = 0 имеет корни k1 =1, k2 = −2 , а потому общее решение однородного уравнения имеет вид y = C1e−2 x +C2ex .
Частное решение |
неоднородного |
уравнения будем искать |
в виде |
u = Acos x + Bsin x . |
Подставляя u |
в уравнение, получаем |
равенство |
u′′+u′−2u = (B −3A)cos x +(−3B − A)sin x = cos x −3sin x . Таким образом, имеем систему
B −3A =1 ,
3B + A = 3
то есть А = 0, В = 1.
Следовательно, общее решение данного уравнения имеет вид:
y = C1e−2 x +C2ex +sin x .
Найдем С1 и С2, используя начальные условия:
|
|
|
|
|
С1 +С2 =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−2С1 +С2 =1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Отсюда С1 = 0, С2 = 1, то есть y = ex |
+sin x . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Решить уравнения: |
|
11.63. |
|
|
|
|
|
|
|
, y(0)= 3, |
|
|||||
11.59. y |
′′ |
+ y = xe |
|
+2e |
|
y |
′′ |
−4 y |
′ |
+3y = e |
|
|
′ |
|||
|
x |
−x |
|
|
5 x |
y (0)= 9 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
11.60. y |
′′ |
+ y = 3sin x |
|
11.64. |
y |
′′ |
+2 y |
′ |
+2 y = xe |
|
|
|
′ |
|||
|
|
|
|
−x |
, y(0)= 0, y (0)= 0 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
11.61. y′′−8y′+7 y =14 |
11.65. y′′+4 y = cos 2x, |
|
y (0)= 0, |
y′(π4 )= 0 |
||||||||||||
11.62. y′′−6 y′+25y = 2sin x +2cos x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
75
|
|
|
|
Ответы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.5. Основные элементарные функции. Сложная функция |
|
|
|
|
|
|
|||||||
5.1. [− 2;0) (0;2] |
5.2. [0;4] |
|
5.3. x ≠ 0 |
|
|
|
|||||||
5.4. (3 / 2; ∞) |
5.5. x ≠ |
π(2k +1) |
, k Z |
5.6. x > |
1 |
|
|
|
|
||||
|
|
4 |
3 |
|
|
|
|
||||||
5.7. [0;2] |
,3) |
5.8. [− 2;1) |
|
5.9. (− ∞,0) (0, ∞) |
|||||||||
5.10. ( |
5.11. |
[ |
2;4] |
|
|
|
1 |
|
1 |
||||
− ∞ |
|
|
− |
|
|
5.12. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||||||
5.13. (− ∞,1) (1, ∞) |
5.14. [− 3;3] |
|
|
|
|
2 |
|||||||
|
5.15. нечетная |
||||||||||||
5.16. четная |
5.17. общего вида |
5.18. нечетная |
|||||||||||
5.19. четная |
5.20. четная |
|
5.21. общего вида |
||||||||||
5.22. нечетная |
5.23. нечетная |
|
5.24. |
π |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
5.25. 2π |
|
5.26. |
π |
|
|
5.27. π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.28. 2π |
|
5.29. 2π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.6. Предел и непрерывность функции |
|
|
|
|
|
|||||
6.1. |
7 |
6.2. |
5 |
6.3. 1 |
6.4. |
26 |
6.5. − |
|
1 |
|
3 |
|
7 |
16 |
|||||||
|
8 |
|
|
|
||||||
6.6. |
3 |
6.7. 1 |
6.8. e2 |
6.9. 1 |
6.10. 0 |
|||||
4 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.7. Дифференциальное исчисление функции одной независимой переменной
7.1. y′ |
= |
3 |
− |
10 |
− cos x |
7.2. |
y′ = |
6 |
x |
−65 |
− |
5 |
x |
−5 4 |
7.3. y′ = |
|
2 sin 2 x |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
44 |
x |
x |
3 |
5 |
|
|
2 |
|
|
2x − sin 2x |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
5 |
x |
|
|
1 |
|
−6 |
|
|
arctg x |
7.5. |
y′ = |
|
|
1 |
x tg |
3 |
x |
|
7.6. |
|
12x2 |
|
7.7. |
|
|
2 |
|
|||||||||||
7.4. y′ =1 + x2 |
− |
5 x |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos6 2x |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
9 + x2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
7.8. y′ = 2x |
(ln x−1) |
ln x |
|
|
|
7.9. |
y |
′ |
= x |
1x 1 |
(1−ln x) |
7.10. |
y′= x x |
x2 |
ln x[3 + x |
2 |
(2ln x +1)] |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
2.8. Приложения производной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
8.1. 3/5 |
|
|
|
|
8.2. 1/3 |
|
|
|
|
8.3. 0,18 |
|
|
|
8.4. 1/2 |
|
|
8.5. 3 |
|
||||||||||||||||||||||
8.6. 0 |
|
|
|
|
|
8.7. 1 |
|
|
|
|
8.8. e−6 |
|
|
|
|
|
8.9. 1 |
|
|
8.10. e |
||||||||||||||||||||
8.11. экстремумов нет |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8.12. ymax (e−2 ) = |
4 |
, ymin (1) = 0 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
8.13. y |
|
|
1 |
|
= |
1 |
, |
y |
|
|
1 |
|
= − |
1 |
|
|
|
|
|
|
8.14. ymin (1)= 0 |
|
|
8.15 ymin (1)= e |
−1 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
max |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
min |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
8.16. ymax = (π −12 + 6 |
3)/12 , |
ymin = (5π −12 − 6 |
3)/12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
76
8.17. Наибольший объем имеет цилиндр, у которого осевое сечение является квадратом
8.18. Наибольшую площадь имеет квадрат со стороной l 4 |
8.19. |
S |
|
S |
|
V = |
3 |
|
6π |
||
|
|
|
|
2.9. Неопределенный интеграл
9.4. |
4 |
|
24 |
|
4 |
|
|
5 x4 |
x − 17 x12 x5 |
+ |
3 |
4 x3 |
+C |
||
9.6. |
1 |
e2 x −ex + x +C |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
9.8. |
2 x2 |
x +C |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
9.10.e3x 3x +C
3 + ln 3
9.12. |
1 |
ln |
|
x2 |
+sin 2x |
|
+C |
|
|
|
|||||||
2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
9.14.x2 −2x +ln x +C
2
9.16. |
2 sin x sin x +C |
|||||
|
3 |
|
|
|
|
|
9.26. |
1 |
arctg |
x2 +1 |
|
+C |
|
4 |
|
|||||
|
|
|
2 |
|
|
|
9.28. − |
1 − x2 |
+C |
|
|||
9.30. |
2 |
(ln x)32 |
+C |
|
||
3 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
9.32. |
1 ln x 2 + |
x 4 |
−1 + C |
|||
|
2 |
|
|
|
|
|
9.34. 154 (5 +3ln(sin x))54 +C
9.36.−2 2−3x3 +C9
9.45. |
2 −25x2 |
cos5x + |
2 |
xsin5x +C |
||||||||||
125 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
||||
9.47. |
x2 |
arctg x − |
x2 |
|
+ |
1 ln(x2 |
+1)+C |
|||||||
3 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
6 |
|
|
6 |
|
|
|||||
9.49. |
(x +1)3x |
− |
3x |
|
+C |
|
||||||||
|
ln 3 |
ln 3 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
9.51. |
1 ex2 (x4 |
−2x2 +2)+C |
|
|||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9.53. xln2 x −2xln x +2x +C |
|
|||||||||||||
9.55. − |
ln x |
− |
|
1 |
|
+ C |
|
|||||||
|
|
4 x 2 |
|
|||||||||||
|
|
2 x 2 |
|
|
|
|
|
|
9.5. − |
|
3 |
|
3 |
x − |
3 |
x |
2 |
+ |
1 |
x |
3 |
|
+C |
|||
|
1+ |
2 |
5 |
|
8 |
|
|
||||||||||
|
3 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
x −1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
9.7. x + 2 ln |
|
+C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
x +1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
9.9. 2 arcsin x − x + C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
9.11. tg x − x +C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
9.13. |
2 1+ x5 |
+C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9.15. |
1 |
sin x2 |
+C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9.25. |
1 ln x5 |
+ |
|
x10 −2 +C |
|
|
|
|
|||||||||
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9.27. |
4 |
1 |
ln e2 x − |
5 |
+ C |
||
|
|
5 |
e2 x + |
5 |
|
||
9.29. 2e x +C |
|
|
|
||||
9.31. e |
|
2 x −1 |
+ C |
|
|
||
9.33. |
4 |
(1 + |
x )3 2 |
+ C |
|
||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
9.35. |
1 |
ln x − |
7 |
+C |
|
||
|
|
7 |
x + |
7 |
|
|
9.44. |
(x+1)2 ln(3x−1) |
− |
1 |
x2 − |
7 |
x− |
8 |
ln(3x−1)+C |
||
2 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
4 |
|
6 |
9 |
||||
9.46. xex +C |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
9.48. |
4x2 +1arctg 2x − |
1 x +C |
||||||||
|
8 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
9.50. (x +1)2 sin x +2(x +1)cos x +C
9.52. |
x |
(sin ln x −cosln x)+C |
|||||||
2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
9.54. |
e3x |
(9x2 −6x +2)+C |
|||||||
27 |
|||||||||
|
|
|
|
x − 1 |
|
|
|||
9.62. |
1 ln |
|
|
|
+ C |
||||
|
|
||||||||
x + 2 |
|||||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
77
9.63. |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ln |
|
|
|
|
|
|
|
7 − |
5x +C |
|
|
|
|
|
|
|
|
9.64. ln |
|
x −2 |
|
+ln |
|
|
|
x +5 |
|
+C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 + |
5x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 ln |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− 1 ln |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9.65. x +3ln |
|
x −3 |
|
−3ln |
|
|
|
x −2 |
|
+C |
|
|
|
|
|
|
|
|
9.66 x + |
|
x −3 |
|
|
x −1 |
|
|
+C |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
9.67. |
|
1 |
ln |
|
|
|
|
|
x−2 |
|
− |
1 |
ln(x2 +2x+4)− |
1 arctgx+1 |
+C |
9.68. |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
+2ln |
|
x −1 |
|
+3ln |
|
x −2 |
|
+C |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4(x −1)2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
9.69. |
|
7 ln |
|
|
x − 2 |
|
+ |
|
|
1 |
ln |
|
x 2 + 4 |
|
+ |
5 arctg |
|
x |
+ C |
9.70. |
5 ln |
|
x + 2 |
|
− |
1 ln |
|
x − 2 |
|
+ C |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x −2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
2 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
9.71. |
|
1 |
ln |
|
|
|
|
|
|
+C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9.75. − |
|
|
|
|
2 |
(32 +8x +3x2 ) |
2 − x +C |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
x +2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x )+C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x +66 x −6ln(6 x +1)+C |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9.76. 2 |
|
|
|
|
x |
|
|
|
−ln(1+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9.77. 2 |
|
|
|
|
x −33 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9.78. |
5 |
|
|
|
|
2x2 +8x +1− |
13 ln x +2+ |
x2 +4x +1 +C |
9.79. ln x +1 + |
|
x2 + 2x + 5 + C |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
9.80. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9.81. |
− |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
− ln |
tg |
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
+ C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tg (x 2)−1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9.82. |
|
1 cos3x − |
|
1 |
|
|
cos7x +C |
|
|
|
|
|
|
|
|
9.83. |
1 cos3 x −cos x +C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
9.84. |
|
1 |
|
|
x − |
1 |
|
|
sin 4x + |
1 |
sin3 2x +C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
16 |
|
64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
48 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
2.10. Определенный интеграл и его приложения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
10.6. |
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.7. π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.8. |
|
|
2e3 +1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
10.9. |
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.10. |
464 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10.11. |
1 |
|
π 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
e |
|
−1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
10.12. ln(4 3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.13. 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.14. e − |
e |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
10.15. |
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.16. |
|
|
1 |
π 2 |
|
|
|
|
|
|
10.24. |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
2 |
−1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
−1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
10.25. 7ln 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.26. |
|
e + 1 |
−2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.27. 8ln 2 −3 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.28. 8/3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.29. 9/2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.30. 5/3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
10.31. 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.32. |
|
|
256 π |
; |
8π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.33. 186 π ; |
96 π |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
6 π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
10.34. |
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.35. |
178 |
; π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
2.11. Дифференциальные уравнения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11.6. x = |
С y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.7. x2 + y2 |
|
= ln(Cx2 ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1+ y2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
11.8. y =1+ |
|
|
|
|
cx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.9. y = C(x +1)ex |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
+ x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
11.10. ln tg |
y |
|
+2cos x =C |
|
|
|
|
|
|
|
|
11.11. x2 + ysin y +cos y = C |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
78
11.12.y = ln tg ex + π −1
4
11.14. ln tg y = 4(1 − cos x )
11.19. (x −C)2 − y2 = C 2
11.21. y 2 = Cxe − y x
11.23. 1 + sin xy = Cx cos xy
11.26. y = Ce 2 x 2 − 14
11.28. y = cos x (x + C )
1 + sin x
11.30. y =Ce−x +e−x arctgx 11.32. y = xC2 + 12
11.37. y =−xsinx −2cosx +C1x +C2
11.39. y =(arcsinx)2 +C1 arcsinx +C2
11.41. y =C1chx +C2
C1
11.43. ln [C1 (y +1)−1]= C1 (x + C 2 ) 11.47. y = C1e2 x + C2 e− x
11.49. |
x |
|
|
11 |
x +C |
sin |
11 |
|
y =e |
6 C cos |
|
|
x |
||||
|
|
|
1 |
6 |
2 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
11.51. y = (C1 +C2 x)e2 x
11.53. y = 2cos x −5sin x +2ex
11.55. y =sinx+ 13 cosx
11.60. y = C1 cos x + C 2 sin x − 32 x cos x
11.62. y =e3x (C1 cos4x+C2 sin4x)+1021 (14cosx+5sinx)
11.64. y = e − x (x − sin x )
11.13. x + y +2ln x −ln y = 2
11.18.y = x ln Cx ;
11.20.ln x = ln y −x x + y −x x + C
11.22.y 2 = 4 x 2 ln Cx
11.24.y = − x ln 1 − ln x
11.27.y = e − x 2 x 2 + C
2
11.29.y = 12 x 2 ln x
11.31. y =Cx3 +x3ex
11.33. y = |
C |
|
|
|
+ |
2 sin x |
|
|
|||
cos 2 |
x |
cos 2 x |
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||
11.38. y = |
1 sin3 |
|
x +C1 x +C2 |
|
|||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.40. y = |
|
1 |
|
|
|
|
|
x |
|
||
|
|
|
|
|
|
+C2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1+C2 |
|
ln(1+C1x)−C |
|||||||||
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
11.42. 0 ,5 ln (2 y + 3 )= C 1 x + C 2
11.44. x = y −0,5C1 ln(2 y +C1 )+C2 11.48. y =C1e−3x +C2e−2x
11.50. y =C1 cos5x +C2 sin5x
11.52. y =(7−3x)ex−2 11.54. y = xe5x
11.59. y =C1 cosx+C2 sinx+12(x−1)ex +e−x
11.61.y = C 1 e x + C 2 e 7 x + 2
11.63.y = 18 (e 5 x + 22 e 3 x + e x )
11.65.y = 161 (4 x − π )sin 2 x
79