Diferansiyel Denklemler · 8. Ünite

8. Ünite Deneme Sınavı: Kısmi Diferansiyel Denklemler ve Fourier Serileri

20 çoktan seçmeli soru · 5 konu · cevaplar ve çözümler sınavı bitirince

Sınavdaki konular

  1. Ortogonal Fonksiyonlar ve Fourier Serileri (4 soru)
  2. Değişkenlerine Ayırma Yöntemi (4 soru)
  3. Isı İletim Denklemi (4 soru)
  4. Dalga Denklemi (4 soru)
  5. Laplace Denklemi (4 soru)

Deneme sınavı nasıl işler?

Örnek sorular

Soru 1

$[-2,2]$ aralığında $\displaystyle\int_{-2}^{2}\sin^2\!\Big(\frac{3\pi x}{2}\Big)dx$ integralinin değeri kaçtır? (Bu, $L=2$ için $\lVert\sin\frac{n\pi x}{L}\rVert^2$ normudur.)

  1. $1$
  2. $2$
  3. $4$
  4. $\pi$
  5. $2\pi$

Doğru cevap: B

Çözüm

1. $\sin^2\theta = \tfrac12(1-\cos 2\theta)$ ile integrand $\tfrac12\big(1-\cos 3\pi x\big)$ olur.
2. $\int_{-2}^{2}\tfrac12\,dx = 2$ ve $\int_{-2}^{2}\cos 3\pi x\,dx = \tfrac{2\sin 6\pi}{3\pi} = 0$.
3. Sonuç $2 = L$; norm $n$'e bağlı değildir.
Cevap: B. $4=2L$ sabit fonksiyonun normudur ($\lVert 1\rVert^2=2L$), $\sin$ ve $\cos$ için ise $L$ gelir. $\pi$ ve $2\pi$, $L=\pi$ için tablo değerlerini $L=2$'ye uygulamaktan doğar.

Soru 2

Uzunluğu $L = 0{,}10\,\text{m}$, ısıl yayılımı $\alpha = 1{,}0\times 10^{-4}\,\text{m}^2/\text{s}$ olan bir çubuğun uçları $0\,^\circ\text{C}$'de tutuluyor ve başlangıç sıcaklığı $u(x,0) = T_0\sin(\pi x/L)$. Orta noktanın sıcaklığı başlangıç değerinin yarısına yaklaşık kaç saniyede iner?

  1. $69{,}3\ \text{s}$
  2. $10{,}1\ \text{s}$
  3. $7{,}02\ \text{s}$
  4. $70{,}2\ \text{s}$
  5. $14{,}6\ \text{s}$

Doğru cevap: C

Çözüm

1. Başlangıç tek moddur: $u(x,t) = T_0\,e^{-\gamma_1 t}\sin(\pi x/L)$ ve $\gamma_1 = \pi^2\alpha/L^2 = 9{,}8696\times 10^{-4}/0{,}01 \approx 0{,}0987\,\text{s}^{-1}$.
2. $e^{-\gamma_1 t} = 1/2$ ise $t = \ln 2/\gamma_1 = 0{,}6931/0{,}0987 \approx 7{,}02\,\text{s}$.
Cevap: C. A $\pi^2$ çarpanını unutur ($\ln 2\,L^2/\alpha$). B yalnızca zaman sabitini ($\tau_1 = 10{,}1\,\text{s}$, $1/e$ düşüşü) verir, yarılanmayı değil. D $L^2$ yerine $L$ kullanır. E $\ln 2$ yerine $1/\ln 2$ çarpar.

Sınavın tamamı Diferansiyel Denklemler dersini derslerine ekleyince açılır.

Diferansiyel Denklemler: tüm konular ve deneme sınavları