Номер 6.87, страница 206 - гдз по алгебре 11 класс учебник Никольский, Потапов

Авторы: Никольский С. М., Потапов М. К., Решетников Н. Н., Шевкин А. В.
Тип: Учебник
Серия: мгу - школе
Издательство: Просвещение
Год издания: 2014 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: голубой в сеточку
ISBN: 978-5-09-087641-4
Допущено Министерством просвещения Российской Федерации
Математика: алгебра и начала математического анализа, геометрия
Популярные ГДЗ в 11 классе
§ 6. Первообразная и интеграл. Глава 1. Функции. Производные. Интегралы - номер 6.87, страница 206.
№6.87 (с. 206)
Условие. №6.87 (с. 206)
скриншот условия

6.87* Для дифференциального уравнения $y'' + 4y = 0$ найдите решение, удовлетворяющее условиям:
a) $y(0) = 2, y'(0) = 3;$
б) $y(0) = 2, y'(0) = 0;$
в) $y(0) = 0, y'(0) = 3.$
Решение 1. №6.87 (с. 206)



Решение 2. №6.87 (с. 206)


Решение 4. №6.87 (с. 206)
Данное дифференциальное уравнение является линейным однородным уравнением второго порядка с постоянными коэффициентами. Его вид: $y'' + 4y = 0$.
Сначала найдем общее решение. Для этого составим и решим характеристическое уравнение:
$k^2 + 4 = 0$
$k^2 = -4$
$k = \pm\sqrt{-4} = \pm 2i$
Корни характеристического уравнения являются комплексно-сопряженными: $k_{1,2} = \alpha \pm i\beta$, где $\alpha = 0$ и $\beta = 2$. Общее решение в этом случае имеет вид:
$y(x) = e^{\alpha x}(C_1 \cos(\beta x) + C_2 \sin(\beta x))$
Подставляя наши значения $\alpha$ и $\beta$, получаем общее решение дифференциального уравнения:
$y(x) = C_1 \cos(2x) + C_2 \sin(2x)$
Для использования начальных условий для производной, найдем производную общего решения:
$y'(x) = -2C_1 \sin(2x) + 2C_2 \cos(2x)$
Теперь, используя заданные начальные условия, найдем значения констант $C_1$ и $C_2$ для каждого случая.
а) $y(0) = 2, y'(0) = 3$
Подставляем $x=0$ в общее решение и его производную, используя начальные условия:
$y(0) = C_1 \cos(2 \cdot 0) + C_2 \sin(2 \cdot 0) = C_1 \cdot 1 + C_2 \cdot 0 = C_1 = 2$
$y'(0) = -2C_1 \sin(2 \cdot 0) + 2C_2 \cos(2 \cdot 0) = -2C_1 \cdot 0 + 2C_2 \cdot 1 = 2C_2 = 3$
Из полученной системы уравнений находим константы:
$C_1 = 2$
$C_2 = \frac{3}{2}$
Подставляем найденные значения констант в общее решение, чтобы получить частное решение:
$y(x) = 2 \cos(2x) + \frac{3}{2} \sin(2x)$
Ответ: $y(x) = 2 \cos(2x) + \frac{3}{2} \sin(2x)$.
б) $y(0) = 2, y'(0) = 0$
Подставляем $x=0$ в общее решение и его производную:
$y(0) = C_1 \cos(0) + C_2 \sin(0) = C_1 = 2$
$y'(0) = -2C_1 \sin(0) + 2C_2 \cos(0) = 2C_2 = 0$
Находим константы:
$C_1 = 2$
$C_2 = 0$
Частное решение в этом случае:
$y(x) = 2 \cos(2x) + 0 \cdot \sin(2x) = 2 \cos(2x)$
Ответ: $y(x) = 2 \cos(2x)$.
в) $y(0) = 0, y'(0) = 3$
Подставляем $x=0$ в общее решение и его производную:
$y(0) = C_1 \cos(0) + C_2 \sin(0) = C_1 = 0$
$y'(0) = -2C_1 \sin(0) + 2C_2 \cos(0) = 2C_2 = 3$
Находим константы:
$C_1 = 0$
$C_2 = \frac{3}{2}$
Частное решение в этом случае:
$y(x) = 0 \cdot \cos(2x) + \frac{3}{2} \sin(2x) = \frac{3}{2} \sin(2x)$
Ответ: $y(x) = \frac{3}{2} \sin(2x)$.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по алгебре за 11 класс, для упражнения номер 6.87 расположенного на странице 206 к учебнику серии мгу - школе 2014 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по алгебре к упражнению №6.87 (с. 206), авторов: Никольский (Сергей Михайлович), Потапов (Михаил Константинович), Решетников (Николай Николаевич), Шевкин (Александр Владимирович), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.