Перейти к содержанию

Задачи, приводящие к дифференциальным уравнениям

Математика 11 класс Сложность 3/5

Начало урока

Задачи, приводящие к дифференциальным уравнениям

Главная идея:

Многие явления реального мира — рост населения, остывание кофе, радиоактивный распад, падение тел — можно описать с помощью уравнений, содержащих неизвестную функцию и её производные. Такие уравнения называются дифференциальными уравнениями. В этом уроке мы научимся переводить задачи из реальной жизни на язык дифференциальных уравнений.

1. Что такое дифференциальное уравнение?

Определение: Дифференциальное уравнение (ДУ) — это уравнение, содержащее одну или несколько производных неизвестной функции.

Если неизвестная функция — $y(x)$ или $y(t)$, то дифференциальное уравнение связывает $y$, её производные $\frac{dy}{dx}$, $\frac{d^2y}{dx^2}$ и т. д., а также, возможно, независимую переменную $x$ (или $t$).

Примеры дифференциальных уравнений:

  • $\frac{dy}{dx} = 3y$   (первого порядка)
  • $\frac{dy}{dt} = -ky$   (экспоненциальный распад)
  • $\frac{d^2y}{dx^2} + 9y = 0$   (второго порядка, гармонические колебания)
  • $\frac{dT}{dt} = -k(T - T_s)$   (закон охлаждения Ньютона)

Порядок ДУ — это наивысший порядок производной, входящей в уравнение. Большинство задач в этом уроке приводят к ДУ первого порядка.

Продолжите этот урок на YourAIZone

В полном уроке — объяснение целиком, разобранные примеры, частые ошибки, тесты с мгновенной проверкой и ИИ-репетитор. Начните сразу как гость или создайте аккаунт, чтобы сохранять прогресс.

В полном уроке

  • Объяснение целиком
  • Разобранные примеры
  • Частые ошибки и как их избежать
  • Тестовые вопросы: 134
  • ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы по теме
  • Отслеживание прогресса для ученика, родителей и учителя