Tóth János - Simon L. Péter - Csikja Rudolf. Differenciálegyenletek feladatgyűjtemény

Hasonló dokumentumok
VARIÁLHATÓ PÉLDATÁR Matematika2 (A2)

I. Fejezetek a klasszikus analízisből 3

A MATEMATIKAI SZOFTVEREK ALKALMAZÁSI KÉSZSÉGÉT, VALAMINT A TÉRSZEMLÉLETET FEJLESZTŐ TANANYAGOK KIDOLGOZÁSA A DEBRECENI EGYETEM MŰSZAKI KARÁN

PROK ISTVÁN SZILÁGYI BRIGITTA ÁBRÁZOLÓ GEOMETRIA. Ábrázoló geometria példákon keresztül

NUMERIKUS MÓDSZEREK FARAGÓ ISTVÁN HORVÁTH RÓBERT. Ismertet Tartalomjegyzék Pályázati támogatás Gondozó

A könyv. meglétét. sgálat

FOLYAMATIRÁNYÍTÁSI RENDSZEREK

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

Részletes tantárgyprogram és követelményrendszer

MATEMATIKA A KÖZGAZDASÁGI ALAPKÉPZÉS SZÁMÁRA SZENTELEKINÉ DR. PÁLES ILONA ANALÍZIS PÉLDATÁR

Elhangzott gyakorlati tananyag óránkénti bontásban. Mindkét csoport. Rövidítve.

0-49 pont: elégtelen, pont: elégséges, pont: közepes, pont: jó, pont: jeles

Matematika MSc záróvizsgák (2015. június )

Elhangzott tananyag óránkénti bontásban

YBL - SGYMMAT2012XA Matematika II.

Válogatott fejezetek a matematikából

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék

1. Az informatika alapjai (vezetője: Dr. Dömösi Pál, DSc, egyetemi tanár) Kredit

TÁMOP /2/A/KMR Jegyzetek és példatárak a matematika egyetemi oktatásához

Intelligens adatelemzés

Numerikus módszerek: Nemlineáris egyenlet megoldása (Newton módszer, húrmódszer). Lagrange interpoláció. Lineáris regresszió.

JPTE PMMFK Levelező-távoktatás, villamosmérnök szak

x 2 e x dx c) (3x 2 2x)e 2x dx x sin x dx f) x cosxdx (1 x 2 )(sin 2x 2 cos 3x) dx e 2x cos x dx k) e x sin x cosxdx x ln x dx n) (2x + 1) ln 2 x dx

BIOMATEMATIKA ELŐADÁS

Matematika G1 és A1a-Analízis tárgyak (keresztfélév) TÁRGYKÖVETELMÉNY Gépészmérnöki Kar

Differenciálegyenletek numerikus megoldása

Az előadásokon ténylegesen elhangzottak rövid leírása

Differenciálegyenletek. Vajda István március 4.

Matematika szigorlat, Mérnök informatikus szak I máj. 12. Név: Nept. kód: Idő: 1. f. 2. f. 3. f. 4. f. 5. f. 6. f. Össz.: Oszt.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar Szerves Kémia és Technológia Tanszék

Baran Ágnes, Burai Pál, Noszály Csaba. Gyakorlat Differenciálegyenletek numerikus megoldása

MATEMATIKA 2. TANTÁRGYLEÍRÁS. 1.2 Azonosító (tantárgykód) GKNB_MSTM Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

PTE PMMFK Levelező-távoktatás, villamosmérnök szak

valós számot tartalmaz, mert az ilyen részhalmazon nem azonosság.

Matematika A1a-Analízis (keresztfélév) TÁRGYKÖVETELMÉNY Gépészmérnöki Kar

cos 2 (2x) 1 dx c) sin(2x)dx c) cos(3x)dx π 4 cos(2x) dx c) 5sin 2 (x)cos(x)dx x3 5 x 4 +11dx arctg 11 (2x) 4x 2 +1 π 4

Matematika 8. osztály

CSAHÓCZI ERZSÉBET CSATÁR KATALIN KOVÁCS CSONGORNÉ MORVAI ÉVA SZÉPLAKI GYÖRGYNÉ SZEREDI ÉVA: MATEMATIKA 7.

BME Természettudományi Kar, TDK TTK kari eredmények

Többváltozós Függvények Analízise; Differenciálegyenletek Tantárgyi tájékoztató, 2014/2015 tavaszi félév

Matematika gyógyszerészhallgatók számára. A kollokvium főtételei tanév

OKLEVÉLKÖVETELMÉNYEK MÓDOSÍTOTT VÁLTOZAT Alkalmazott matematikus szak (régi képzés)

Feladatok Differenciálegyenletek II. témakörhöz. 1. Határozzuk meg a következő elsőrendű lineáris differenciálegyenletek általános megoldását!

DIFFERENCIÁLEGYENLETEK. BSc. Matematika II. BGRMA2HNND, BGRMA2HNNC

A differenciálegyenletek csodálatos világa

TANTÁRGYFELELŐS INTÉZET: Építőmérnöki Intézet. címe:

1. Számsorok, hatványsorok, Taylor-sor, Fourier-sor

V É G E S E L E M M Ó D S Z E R M É R N Ö K I M E C H A N I K A I A L K A LM A Z Á S A I

Blaschek Gergő, Bognár László, Bolla Zsuzsanna, Csabai Adrienn Laura, Csató Henrietta Enikő, Cseh Balázs, Dalos Andrea, Dévai Gábor

Differenciálegyenletek gyakorlat december 5.

Matematika A 9. szakiskolai évfolyam. 8. modul AZ ABSZOLÚTÉRTÉK-FÜGGVÉNY ÉS MÁS NEMLINEÁRIS FÜGGVÉNYEK

DIFFERENCIAEGYENLETEK, MINT A MODELLEZÉS ESZKÖZEI AZ ISKOLAI MATEMATIKÁBAN

4. modul EGYENES ÉS FORDÍTOTT ARÁNYOSSÁG, SZÁZALÉKSZÁMÍTÁS

A kiadásért felel dr. Táncos László, a Semmelweis Kiadó igazgatója Nyomda alá rendezte Békésy János Borítóterv: Táncos László SKD: SKD043-e

A SZEPTEMBERÉBEN KÉSZÍTETT ORSZÁGOS MATEMATIKA FELMÉRÉS TAPASZTALATAIRÓL. Csákány Anikó BME Matematika Intézet

TANTÁRGYI PROGRAM Matematikai alapok II. útmutató

TANTÁRGYI PROGRAM Matematikai alapok 2. útmutató

Matematika A 9. szakiskolai évfolyam. 13. modul SZÖVEGES FELADATOK. Készítette: Vidra Gábor

DIFFERENCIÁLSZÁMÍTÁS. 5. Taylor-polinom

Matematika III. harmadik előadás

A TANTÁRGY ADATLAPJA

Feladatok matematikából 3. rész

Matematika A3 1. ZH+megoldás

sin x = cos x =? sin x = dx =? dx = cos x =? g) Adja meg a helyettesítéses integrálás szabályát határozott integrálokra vonatkozóan!

Matematika II. 1 sin xdx =, 1 cos xdx =, 1 + x 2 dx =

Csomós Petra. Loránd Tudományegyetem, Budapest. függvénytan, valós és komplex vonalintegrál)

MATEMATIKA 1-2. ÉVFOLYAM

ÁLTALÁNOS KÉMIAI LABORATÓRIUMI GYAKORLATOK

Kurzuskód Kurzus címe, típusa (ea, sz, gy, lab, konz stb.) Tárgyfelelős Előfeltétel (kurzus kódja) típusa

A projekt keretében elkészült tananyagok:

Összeállította Horváth László egyetemi tanár

Egy informatikai tankönyv bemutatása, kritikája

HÁZI FELADATOK. 2. félév. 1. konferencia Komplex számok

TÁJÉKOZTATÓ fizikus MSc hallgatóknak a. Diplomamunka

1. feladatsor, megoldások. y y = 0. y h = C e x

EÖTVÖS LORÁND TUDOMÁNYEGYETEM MATEMATIKAI INTÉZET ALKALMAZOTT MATEMATIKUS MESTERKÉPZÉS SZAKLEÍRÁS

Kalkulus 2., Matematika BSc 1. Házi feladat

MÉSZÁROS JÓZSEFNÉ, NUMERIKUS MÓDSZEREK

BIOMATEMATIKA ELŐADÁS

TANTÁRGYI ÚTMUTATÓ. Gazdasági matematika I. tanulmányokhoz

Analízis szigorlat informatikusoknak (BMETE90AX20) tárgykövetelmény és tételsor

,,BABEŞ-BOLYAI TUDOMÁNYEGYETEM LINEÁRIS ALGEBRA

MTA TANTÁRGY-PEDAGÓGIAI KUTATÁSI PROGRAM

- Matematikus. tanszék/ Tantárgyfelelős oktató neve szeptemberétől

Tartalomjegyzék. 1. Előszó 1

Differenciálegyenletek megoldása Laplace-transzformációval. Vajda István március 21.

Matematika és Számítástudomány Tanszék

A) 1. Számsorozatok, számsorozat torlódási pontja, határértéke. Konvergencia kritériumok.

Tartalomjegyzék Lektori előszó Köszönetnyilvánítás Útmutató a példatár használatához I. Feladatok a prudenciális bankműködés témaköréhez

Kurzus címe, típusa (ea, sz, gy, lab, konz stb.) Tárgyfelelős Előfeltétel (kurzus kódja) Előfeltétel típusa

4. Laplace transzformáció és alkalmazása

Róka Sándor PÁRKERESŐ. Fejtörő matematika alsósoknak

TANTÁRGYI PROGRAM Matematikai alapok I. útmutató

GÉPÉSZKARI MATEMATIKA MSC

Alkalmazott matematika és módszerei I Tantárgy kódja

Operációkutatási modellek

Matematika II képletek. 1 sin xdx =, cos 2 x dx = sh 2 x dx = 1 + x 2 dx = 1 x. cos xdx =,

Differenciálegyenletek. Bevezetés az elméletbe és az alkalmazásokba. Javítások és kiegészítések

Kétváltozós függvények differenciálszámítása

Konjugált gradiens módszer

Átírás:

Tóth János - Simon L. Péter - Csikja Rudolf Differenciálegyenletek feladatgyűjtemény 2011

Támogatás: Készült a TÁMOP 4.1.2.A/1 11/1 2011 0064 számú, a Természettudományos (matematika és fizika) képzés a műszaki és informatikai felsőoktatásban című projekt keretében. Készült: a BME TTK Matematikai Intézet gondozásában Szakmai felelős vezető: Ferenczi Miklós Copyright: 2013 2019, Tóth János, Simon L. Péter, Csikja Rudolf, BME A terminusai: A szerző nevének feltüntetése mellett nem kereskedelmi céllal szabadon másolható, terjeszthető, megjelentethető és előadható, de nem módosítható.

Tartalomjegyzék Előszó 1 Jelölések 2 1. Bevezető feladatok 5 2. Alapok 10 2.1. Elemi kvalitatív vizsgálat..................... 10 2.2. Elemi kvantitatív vizsgálat.................... 11 2.3. Alapfogalmak........................... 11 3. Néhány egyszerű típus 13 3.1. Közvetlenül integrálható egyenletek............... 13 3.2. Autonóm egyenletek....................... 14 3.3. Szétválasztható változójú egyenletek.............. 15 3.4. Elsőrendű lineáris egyenletek................... 15 4. Lineáris differenciálegyenletek 17 5. Magasabbrendű egyenletek 19 5.1. Kezdetiérték-feladatok...................... 19 5.2. Lineáris peremérték-feladatok.................. 22 6. Laplace-transzfomáció 23 7. A stabilitás elmélet elemei 25 7.1. Lineáris rendszerek........................ 25 7.1.1. Elmélet.......................... 25 7.1.2. Feladatok......................... 29 8. Nemlineáris rendszerek 32 8.1. Lokális vizsgálat az egyensúlyi pontok körül.......... 32 1

TARTALOMJEGYZÉK 2 8.1.1. Elmélet.......................... 32 8.1.2. Feladatok......................... 36 8.2. Globális vizsgálat a síkon..................... 39 8.2.1. Elmélet.......................... 39 8.2.2. Feladatok......................... 44 9. Parciális differenciálegyenletek 46 10.Variációszámítás 50 11.Közelítő megoldások 52 12.Bevezető feladatok 54 13.Alapok 69 13.1. Elemi kvalitatív vizsgálat..................... 69 13.2. Elemi kvantitatív vizsgálat.................... 71 13.3. Alapfogalmak........................... 72 14.Néhány egyszerű típus 76 14.1. Közvetlenül integrálható egyenletek............... 76 14.2. Autonóm egyenletek....................... 79 14.3. Szétválasztható változójú egyenletek.............. 84 14.4. Elsőrendű lineáris egyenletek................... 88 15.Lineáris differenciálegyenletek 92 16.Magasabbrendű egyenletek 101 16.1. Kezdetiérték-feladatok...................... 101 16.2. Lineáris peremérték-feladatok.................. 109 17.Laplace-transzfomáció 111 18.A stabilitás elmélet elemei 116 18.1. Lineáris rendszerek........................ 116 19.Nemlineáris rendszerek 130 19.1. Lokális vizsgálat az egyensúlyi pontok körül.......... 130 19.2. Globális vizsgálat a síkon..................... 152 20.Parciális differenciálegyenletek 178 21.Variációszámítás 190

TARTALOMJEGYZÉK 3 22.Közelítő megoldások 196 Irodalomjegyzék 210

Előszó A jelen feladatgyűjtemény célja, hogy a Tóth Simon könyv [26] használói számára gyakorlási lehetőséget nyújtson. Hosszú idő óta mindössze három, sok oktató által ismert és kedvelt példatár van forgalomban: Bege Antal [1], Farkas Miklós [2] és Filippov [4] gyűjteménye, ezek azonban korlátozott körben érhetők csak el. Itt arra törekedtünk, hogy rutinfeladatok tömege helyett minél több (akár könnyű) gondolkodtató feladatot adjunk, mert egyrészt ezeket fontosabbnak tartjuk, másrészt pedig a számolásokat ma már (szimbolikusan vagy numerikusan) matematikai programcsomagokkal (amilyen például a Mathematica vagy a Maple) szokás elvégeztetni. Az így kapott eredmények értelmezéséhez és diszkussziójához azonban a fogalmak világos ismeretére van szükség. Igyekeztünk néhány ábrát is készíteni, ezek sokszor segítik a megértést. Adtunk alkalmazási feladatokat is. A feladatok összeállításához az Irodalomjegyzékben felsorolt könyvekre és jegyzetekre erősen támaszkodtunk. Köszönettel tartozunk azoknak a kollégáinknak is, akik velünk együtt részt vettek a témakör oktatásában, ők: Karátson János, Kovács Ervin, Kupai József Attila, Mayer Zsuzsa, Nagy Ilona, illetve korábbi munkatársaink, akiket a tankönyv előszavában említettünk meg. Végül, de nem utolsó sorban megemlítjük, hogy lektorunk, Székely László számos hibát segített kiküszöbölni, a fennmaradókért természetesen mi vagyunk a felelősek. Kérjük az Olvasót, segítsen ezeket megtalálni, s egyéb megjegyzéseivel is járuljon hozzá a feladatgyűjtemény javításához és bővítéséhez. Budapest, 2013. ősz Tóth János, Simon L. Péter, Csikja Rudolf 4