10.18

Системы дифференциальных уравнений

[54/94%]
Показать
LaTeX
Задача 4417

Решить систему dxx=dyy=dzz\dfrac {dx}{x}=\dfrac {dy}{y}=\dfrac {dz}{z}.

?
Задача 4418

Решить систему dxx=dyy=dzx+y\dfrac {dx}{x}=\dfrac {dy}{y}=\dfrac {dz}{x+y}.

?
Задача 4419

Решить систему dxy=dyx=dpq=dqp\dfrac {dx}{y}=-\dfrac {dy}{x}=\dfrac {dp}{q}=-\dfrac {dq}{p}.

?
Задача 4420

Решить систему dxxy=dyx+y=dzz\dfrac {dx}{x-y}=\dfrac {dy}{x+y}=\dfrac {dz}{z}.

?
Задача 4421

Решить систему (zy)2dy=zdx(z-y)^{2}\, dy=z\, dx, (zy)2dz=ydx(z-y)^{2}\, dz=y\, dx.

?
Задача 4422

Решить систему dx=(x3+3xy2)dtdx=(x^{3}+3xy^{2})\, dt, dy=2y3dtdy=2y^{3}\, dt, dz=2y2zdtdz=2y^{2}z\, dt.

?
Задача 4423

Решить систему zdy=(z1)dxz\, dy=(z-1)\, dx, dx=(yx)dzdx=(y-x)\, dz.

?
Задача 4424

Решить систему dxzy=dyxz=dzyx\dfrac {dx}{z-y}=\dfrac {dy}{x-z}=\dfrac {dz}{y-x}.

?
Задача 4425

Решить систему dxx=dyy=dzzx2+y2+z2\dfrac {dx}{x}=\dfrac {dy}{y}=\dfrac {dz}{z-\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}}.

?
Задача 4426

Решить систему dxdt=xyzt\dfrac {dx}{dt}=\dfrac {x-y}{z-t}, dydt=xyzt\dfrac {dy}{dt}=\dfrac {x-y}{z-t}, dzdt=xy+1\dfrac {dz}{dt}=x-y+1.

?
Задача 4427

Решить систему dxx2y2z2=dy2xy=dz2xz\dfrac {dx}{x^{2}-y^{2}-z^{2}}=\dfrac {dy}{2xy}=\dfrac {dz}{2xz}.

?
Задача 4428

Решить систему dxy(x+y)=dyx(x+y)=dz(xy)(2x+2y+z)\dfrac {dx}{y(x+y)}=\dfrac {-dy}{x(x+y)}=\dfrac {dz}{(x-y)(2x+2y+z)}.

?
Задача 4429

Решить систему dxx2yz=dyy2yz=dzz(x+y)\dfrac {dx}{x^{2}-yz}=\dfrac {dy}{y^{2}-yz}=\dfrac {dz}{z(x+y)}; z=1z=-1, y=1y=1 при x=0x=0.

?
Задача 4430

Решить систему xdyydx=sdsx\, dy-y\, dx=s\, ds, dx2+dy2=ds2dx^{2}+dy^{2}=ds^{2}, используя замечание: если a2+b2=c2a^{2}+b^{2}=c^{2}, то можно положить a=ccosφa=c\cos \varphi, b=csinφb=c\sin \varphi.

?
Задача 4431

Решить систему dx2+dy2=a2dt2dx^{2}+dy^{2}=a^{2}\, dt^{2}, (d2x)2+(d2y)2=b2dt4(d^{2}x)^{2}+(d^{2}y)^{2}=b^{2}\, dt^{4}, используя замечание: если a2+b2=c2a^{2}+b^{2}=c^{2}, то можно положить a=ccosφa=c\cos \varphi, b=csinφb=c\sin \varphi.

?
Задача 4432

Решить систему dydx+3y+z=0\dfrac {dy}{dx}+3y+z=0, dzdxy+z=0\dfrac {dz}{dx}-y+z=0; y=z=1y=z=1 при x=0x=0.

?
Задача 4433

Решить систему dxdt+7xy=0\dfrac {dx}{dt}+7x-y=0, dydt+2x+5y=0\dfrac {dy}{dt}+2x+5y=0; x=y=1x=y=1 при t=0t=0.

?
Задача 4434

Решить систему dxdt=z+yx\dfrac {dx}{dt}=z+y-x, dydt=z+xy\dfrac {dy}{dt}=z+x-y, dzdt=x+y+z\dfrac {dz}{dt}=x+y+z; x=1x=1, y=z=0y=z=0 при t=0t=0.

?
Задача 4435

Решить систему dxdt=y+z\dfrac {dx}{dt}=y+z, dydt=z+x\dfrac {dy}{dt}=z+x, dzdt=x+y\dfrac {dz}{dt}=x+y; x=1x=-1, y=1y=1, z=0z=0 при t=0t=0.

?
Задача 4436

Решить систему dydx+dzdx=2z\dfrac {dy}{dx}+\dfrac {dz}{dx}=2z, 3dydx+dzdx=y+9z3\dfrac {dy}{dx}+\dfrac {dz}{dx}=y+9z.

?
Задача 4437

Решить систему dxdt=zy\dfrac {dx}{dt}=z-y, dydt=z\dfrac {dy}{dt}=z, dzdt=zx\dfrac {dz}{dt}=z-x.

?
Задача 4438

Решить систему dxy=dyz=dzx\dfrac {dx}{y}=\dfrac {dy}{z}=\dfrac {dz}{x}.

?
Задача 4439

Решить систему dxdt=yz\dfrac {dx}{dt}=y-z, dydt=z2x\dfrac {dy}{dt}=z-2x, dzdt=2xy\dfrac {dz}{dt}=2x-y.

?
Задача 4440

Решить систему d2xdt2+2m2y=0\dfrac {d^{2}x}{dt^{2}}+2m^{2}y=0, d2ydt22m2x=0\dfrac {d^{2}y}{dt^{2}}-2m^{2}x=0.

?
Задача 4441

Решить систему d2xdt2=3(yxz)\dfrac {d^{2}x}{dt^{2}}=3(y-x-z), d2ydt2=xy\dfrac {d^{2}y}{dt^{2}}=x-y, d2zdt2=z\dfrac {d^{2}z}{dt^{2}}=-z.

?
Задача 4442

Решить систему dxdt=x+y+z\dfrac {dx}{dt}=-x+y+z, dydt=xy+z\dfrac {dy}{dt}=x-y+z, dzdt=x+yz\dfrac {dz}{dt}=x+y-z.

?
Задача 4443

Решить систему d2xdt2=x+y+z\dfrac {d^{2}x}{dt^{2}}=-x+y+z, d2ydt2=xy+z\dfrac {d^{2}y}{dt^{2}}=x-y+z, d2zdt2=x+yz\dfrac {d^{2}z}{dt^{2}}=x+y-z.

?
Задача 4444

Решить систему d2ydx2=3y+4z3\dfrac {d^{2}y}{dx^{2}}=3y+4z-3, d2zdx2+y+z5=0\dfrac {d^{2}z}{dx^{2}}+y+z-5=0.

?
Задача 4445

Решить систему dxdt=y\dfrac {dx}{dt}=y, dydt=x+et+et\dfrac {dy}{dt}=x+e^{t}+e^{-t}.

?
Задача 4446

Решить систему x+5x2y=etx'+5x-2y=e^{t}, yx+6y=e2ty'-x+6y=e^{2t}.

?
Задача 4447

Решить систему y=3zyy'=3z-y, z=z+y+eaxz'=z+y+e^{ax}.

?
Задача 4448

Решить систему x=2x+4y+costx'=2x+4y+\cos t, y+x+2y=sinty'+x+2y=\sin t.

?
Задача 4449

Решить систему y+y+zz=exy''+y'+z''-z=e^{x}, y+2yz+z=exy'+2y-z'+z=e^{-x}.

?
Задача 4450

Решить систему yy+z=3x2y'-y+z=3x^{2}, z+4y+2z=2+8xz'+4y+2z=2+8x.

?
Задача 4451

Решить систему x2y+xz+y+z=x+1x^{2}y''+xz'+y+z=x+1, x2z+xyyz=x1x^{2}z''+xy'-y-z=-x-1.

?
Задача 4452

Решить систему x+n2y=cosntx'+n^{2}y=\cos nt, y+n2x=sinnty'+n^{2}x=\sin nt.

?
Задача 4453

Решить систему x2y+z=x2x^{2}y'+z=x^{2}, z+y=xz'+y=x.

?
Задача 4454

Решить систему y+z=1y'+z=1, x2z+2y=x2lnxx^{2}z'+2y=x^{2}\ln x.

?
Задача 4455

Решить систему tx+2x+tx=0tx''+2x'+tx=0, ty+2ytx=0ty'+2y-tx'=0.

?
Задача 4456

Решить систему tx=t2xtx'=t-2x, ty=t(x+y)+2xtty'=t(x+y)+2x-t.

?
Задача 4457

Решить систему Лиувилля:

9x+8(x3cost(xcost+ysint))=0, 9x''+8\bigl(x-3\cos t(x\cos t+y\sin t)\bigr)=0, 9y+8(y3sint(xcost+ysint))=0, 9y''+8\bigl(y-3\sin t(x\cos t+y\sin t)\bigr)=0,

введя переменные u=xcost+ysintu=x\cos t+y\sin t, v=xsintycostv=x\sin t-y\cos t.

?
Задача 4458

Доказать, что интегрирование системы Гессе:

x=X+xT,y=Y+yT,z=Z+zT, x'=X+xT, \quad y'=Y+yT, \quad z'=Z+zT,

где XX, YY, ZZ и TT — линейные формы от переменных xx, yy и zz, подстановками

x=ξτ,y=ητ,z=ζτ x=\dfrac {\xi }{\tau }, \quad y=\dfrac {\eta }{\tau }, \quad z=\dfrac {\zeta }{\tau }

сводится к интегрированию системы линейных однородных уравнений.

?
Задача 4459

Проинтегрировать с помощью приема Гессе систему dxdt=y+xz\dfrac {dx}{dt}=y+xz, dydt=x+yz\dfrac {dy}{dt}=x+yz, dzdt=x+z2\dfrac {dz}{dt}=x+z^{2}.

?
Задача 4460

Проинтегрировать с помощью приема Гессе систему dxdt=x+x(x+y)\dfrac {dx}{dt}=x+x(x+y), dydt=z+y(x+y)\dfrac {dy}{dt}=z+y(x+y), dzdt=y+z(x+y)\dfrac {dz}{dt}=y+z(x+y).

?
Задача 4461

Решить символическим методом систему уравнений

{x+2x+x+y+y+2y=0,x+x+2x+y+3y=4t+5. \begin{cases} x''+2x'+x+y''+y'+2y=0, \\ x''+x'+2x+y''+3y=4t+5. \end{cases}
?
Задача 4462

Решить символическим методом систему уравнений

{xx+6x+yy+2y=0,2x+x+3x+y+y=t1. \begin{cases} x''-x'+6x+y''-y'+2y=0, \\ 2x''+x'+3x+y''+y=t-1. \end{cases}
?
Задача 4463

Решить символическим методом систему уравнений

{xxx+xy+3y2y+zz=0,3x6x+3xy+4y3y+2z2z=0,x2x+x+yy+zz=0. \begin{cases} x'''-x''-x'+x-y''+3y'-2y+z'-z=0, \\ 3x''-6x'+3x-y''+4y'-3y+2z'-2z=0, \\ x''-2x'+x+y'-y+z'-z=0. \end{cases}
?
Задача 4464

Решить символическим методом систему уравнений

{5x+5x+3y+3y+8z+8z=0,x+4x+3y+12y+3z+12z=0,x2x2y11y9z=0. \begin{cases} 5x''+5x+3y''+3y+8z''+8z=0, \\ x''+4x+3y''+12y+3z''+12z=0, \\ x''-2x-2y''-11y-9z=0. \end{cases}
?
Задача 4465

Найти траекторию движущейся точки массы mm, если сила, действующая на нее, направлена по перпендикуляру к оси OzOz и пропорциональна расстоянию от точки до этой оси, зная, что уравнения движения материальной точки массы mm под действием силы с проекциями XX, YY, ZZ на оси имеют вид md2xdt2=Xm\dfrac {d^{2}x}{dt^{2}}=X, md2ydt2=Ym\dfrac {d^{2}y}{dt^{2}}=Y, md2zdt2=Zm\dfrac {d^{2}z}{dt^{2}}=Z, где xx, yy, zz — координаты движущейся точки.

?
Задача 4466

Доказать, что если проекции силы, действующей на материальную точку массы mm (уравнения движения md2xdt2=Xm\dfrac {d^{2}x}{dt^{2}}=X, md2ydt2=Ym\dfrac {d^{2}y}{dt^{2}}=Y, md2zdt2=Zm\dfrac {d^{2}z}{dt^{2}}=Z), равны производным от некоторой функции uu по соответствующим координатам: X=uxX=\dfrac {\partial u}{\partial x}, Y=uyY=\dfrac {\partial u}{\partial y}, Z=uzZ=\dfrac {\partial u}{\partial z}, то справедливо равенство mv22=u+C\dfrac {mv^{2}}{2}=u+C, где vv — скорость точки, равная x2+y2+z2\sqrt{x'^{2}+y'^{2}+z'^{2}}.

?
Задача 4467

Доказать, что если линия действия силы, приложенной к материальной точке массы mm (уравнения движения md2xdt2=Xm\dfrac {d^{2}x}{dt^{2}}=X, md2ydt2=Ym\dfrac {d^{2}y}{dt^{2}}=Y, md2zdt2=Zm\dfrac {d^{2}z}{dt^{2}}=Z), проходит через ось OzOz, то проекция радиус-вектора на xOyxOy в равные времена описывает равные площади.

?
Задача 4468

Определить движение тела, падающего с высоты hh в среде, сопротивление которой пропорционально vnv^{n}, где vv — скорость тела. Начальная скорость v0v_{0} наклонена к горизонту под углом α0\alpha_{0}.

?
Задача 4469

Если VV — потенциал электрического поля, а H\overrightarrow {H} — напряженность магнитного поля, то уравнение движения наэлектризованной частицы в векторной форме таково:

md2rdt2=egradV+eH×drdt. m\dfrac {d^{2}\overrightarrow {r}}{dt^{2}}=e\operatorname {grad}V+e\overrightarrow {H}\times \dfrac {d\overrightarrow {r}}{dt}.

Найти движение частицы, считая gradV\operatorname {grad}V и H\overrightarrow {H} постоянными.

?
Задача 4470

Та же задача, что и предыдущая (найти движение наэлектризованной частицы в векторной форме md2rdt2=egradV+eH×drdtm\dfrac {d^{2}\overrightarrow {r}}{dt^{2}}=e\operatorname {grad}V+e\overrightarrow {H}\times \dfrac {d\overrightarrow {r}}{dt}, см. задачу 4469), но

V=const,H=gradkr,r=x2+y2+z2. V=\text{const}, \quad \overrightarrow {H}=\operatorname {grad}\dfrac {k}{r}, \quad r=\sqrt{x^{2}+y^{2}+z^{2}}.
?