Решение дифференциальных уравнений

Задача 4

С помощью метода наименьших квадратов подобрать параметры a и b линейной функции y = a + bx, приближенно описывающей опытные данные из соответствующей таблицы. Изобразить в системе координат заданные точки и полученную прямую.

xi	0,0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
yi	0,9	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5

Решение

Система нормальных уравнений

в задаче

n = 6

Тогда

решая ее получаем .

y = 0,5714x + 0,9476

Задача 5

Найти неопределенный интеграл

Решение

Ответ:

Задача 6

Найти неопределенный интеграл

Решение

Ответ:

Задача 7

Найти неопределенный интеграл, применяя метод интегрирования по частям

Решение

Ответ:

Задача 8

Вычислить площадь, ограниченную заданными параболами

Решение

Точки пересечения по х: х = -1, х = 5.

Площадь фигуры найдем из выражения

Ответ:

Задача 9

Найти общее решение дифференциального уравнения первого порядка

Решение

Разделим переменные

Проинтегрируем

Ответ: 

Задача 10

Найти частное решение линейного дифференциального уравнения первого порядка, удовлетворяющее начальному условию

              

Решение:

Запишем функцию  y в виде произведения y = u * v. Тогда находим производную:

Подставим эти выражения в уравнение

Выберем v таким, чтобы

Проинтегрируем выражение

,

Найдем u

 ,

 ,

,

,

Тогда

Тогда

Ответ:

Задача 11

Исследовать на сходимость ряд:

а) с помощью признака Даламбера знакоположительный ряд

Решение

Проверим необходимый признак сходимости ряда

n®¥

n®¥

n®¥

Т. к. , то необходимый признак сходимости ряда не соблюдается, и ряд расходится.

Используем признак Даламбера

 

Ответ: ряд расходится

б) с помощью признака Лейбница знакочередующийся ряд

Решение

Проверим необходимый признак сходимости ряда

n®¥

n®¥

n®¥

Т. к. , то необходимый признак сходимости ряда соблюдается, можно исследовать ряд на сходимость.

По признаку подобия

данный ряд аналогичен гармоническому ряду начиная с пятого члена, таким образом, т.к. гармонический ряд расходится, то и исходный ряд расходится.

Ответ: ряд расходится

в) Найти радиус сходимости степенного ряда и определить тип сходимости ряда на концах интервала сходимости

Решение

Используем признак Даламбера:

                           

 

При х =5 получим ряд

Ряд знакопостоянный, lim Un = n

Ряд расходится, так как состоит из суммы возрастающих элементов, каждый из которых больше 1.

При х = -5 получим ряд

Ряд знакочередующийся, lim Un = n

|U_n| > |U_n+1| > |U_n+2| … - не выполняется.

По теореме Лейбница данный ряд расходится

Ответ:   Х Î (-5; 5)

Задача 12

Вычислить определенный интеграл с точностью до 0,001 путем предварительного разложения подынтегральной функции в ряд и почленного интегрирования этого ряда

Решение

В разложении функции sin(x) в степенной ряд

заменим . Тогда получим

Умножая этот ряд почленно на   будем иметь

 

Следовательно

Ответ: » 0,006.