Diferansiyel Denklemler · 3. Ünite

3. Ünite Deneme Sınavı: Yüksek Mertebeden Lineer Diferansiyel Denklemler

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

Sınavdaki konular

  1. Temel Teori, Lineer Bağımsızlık ve Wronskian (4 soru)
  2. Sabit Katsayılı Homojen Denklemler (4 soru)
  3. Belirsiz Katsayılar Yöntemi (4 soru)
  4. Parametrelerin Değişimi (Variation of Parameters) (4 soru)
  5. Cauchy-Euler Denklemleri (4 soru)

Deneme sınavı nasıl işler?

Örnek sorular

Soru 1

$y_1 = 1 + \cos t$ ve $y_2 = 1 + \sin t$ fonksiyonları $y'' + y = 1$ denkleminin çözümleridir. Aşağıdakilerden hangisi de bu denklemin bir çözümüdür?

  1. $y_1 + y_2$
  2. $2y_1$
  3. $\tfrac{1}{2}(y_1 + y_2)$
  4. $y_1 - y_2$
  5. $c_1y_1 + c_2y_2$ (keyfi $c_1, c_2$ için)

Doğru cevap: C

Çözüm

1. $L[y] = y'' + y$ lineerdir; $L[y_1] = L[y_2] = 1$.
2. $L[y_1 + y_2] = 2$ ve $L[2y_1] = 2$: ikisi de $1$ değildir (A, B yanlış).
3. $L\big[\tfrac{1}{2}(y_1 + y_2)\big] = \tfrac{1}{2}(1 + 1) = 1$: çözümdür.
Cevap: C. D seçeneği $L[y_1 - y_2] = 1 - 1 = 0$ verir: homojen denklemin çözümüdür, bu denklemin değil. E seçeneği ancak $c_1 + c_2 = 1$ iken doğrudur; keyfi sabitlerle $L = c_1 + c_2$ olur. Süperpozisyon homojen olmayan denklemde geçerli değildir.

Soru 2

$y'' + 2y' + 5y = 4\sin 3t$ denklemi için $y_p$'nin tahmin biçimi aşağıdakilerden hangisidir? ($A, B$ belirsiz katsayılardır.)

  1. $A\cos 3t + B\sin 3t$
  2. $A\sin 3t$
  3. $t\,(A\cos 3t + B\sin 3t)$
  4. $A\cos 3t$
  5. $(At + B)(\cos 3t + \sin 3t)$

Doğru cevap: A

Çözüm

1. Karakteristik denklem $r^2 + 2r + 5 = 0$, kökler $-1 \pm 2i$.
2. Sağ taraftaki $\sin 3t$ için $\sigma = \pm 3i$. Bu değer köklerden biri değildir (kökler $-1 \pm 2i$), yani $s = 0$.
3. Türev sinüs ile kosinüsü birbirine çevirdiği için ikisi birlikte alınır: $y_p = A\cos 3t + B\sin 3t$.
Cevap: A. B ve D'de tek fonksiyon vardır; $y'$ terimi diğerini doğurur ve denklem çözülemez. C rezonans olmadığı hâlde $t$ ekler; E ise gereksiz bir polinom çarpanı getirir.

Sınavın tamamı Diferansiyel Denklemler dersini derslerine ekleyince açılır.

Diferansiyel Denklemler: tüm konular ve deneme sınavları