ΔΙΗΜΕΡΙΔΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ. Θέμα: Eφαρμογές Συνήθων Διαφορικών Εξισώσεων Πρώτης Τάξης

Σχετικά έγγραφα
Ασκήσεις Επανάληψης Γ Λυκείου

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ. Να βρεθεί η γενική λύση της διαφορικής εξίσωσης:

Επαναληπτικά συνδυαστικα θέµατα

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΥ ΛΟΓΙΣΜΟΥ

1.1. Διαφορική Εξίσωση και λύση αυτής

Εργασία 2. Παράδοση 20/1/08 Οι ασκήσεις είναι βαθμολογικά ισοδύναμες

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ Ασκήσεις σχολικού βιβλίου σελίδας

o Γενικό Λύκειο Χανίων Γ τάξη. Γενικής Παιδείας. Ασκήσεις για λύση

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΤO 1o ΚΕΦΑΛΑΙΟ ( ΠΑΡΑΓΩΓΟΙ) ΜΕ ΛΥΣΕΙΣ

ΡΥΘΜΟΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

0 είναι η παράγωγος v ( t 0

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΙΣ ΠΑΡΑΓΩΓΟΥΣ (ΜΕΧΡΙ ΚΑΙ ΡΥΘΜΟ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ)


= x + στο σηµείο της που

Οι ασκήσεις βασίζονται στο αξιόλογο φυλλάδιο του Μαθηματικού Μιλτ. Παπαγρηγοράκη, από τις σημειώσεις του για το 4ο Γενικό Λύκειο Χανίων [ <

i) Αν (,, ) είναι μια πυθαγόρεια τριάδα και είναι ένας θετικός ακέραιος, να αποδείξετε ότι και η τριάδα (,,

Συνοπτική θεωρία - Τι να προσέχουμε Ασκήσεις Θέματα από Πανελλαδικές. γ) g( x) e 2. ln( x 1) 3. x x. ζ) ( x) ln(9 x2) ια) ( ) ln x 1

Ασκήσεις Άλγεβρας. Κώστας Γλυκός ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ. B ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ Άλγεβρα 265 ασκήσεις και τεχνικές σε 24 σελίδες. εκδόσεις. Καλό πήξιμο

Παράγωγοι. Κώστας Γλυκός ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ. ΕΠΑΛ Κεφάλαιο ασκήσεις σε 19 σελίδες. εκδόσεις. Καλό πήξιμο / 1 1 /

ΘΕΜΑ 1. Α. Να δείξετε ότι η ευθεία ε: αx + βy + γ = 0, ( α + β 0), είναι παράλληλη στο. (Μονάδες: 5) Β. ΣΩΣΤΟ ΛΑΘΟΣ

b proj a b είναι κάθετο στο

ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΑ ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΜΟΣ ΑΡΙΘΜΟΥ ΜΕ ΔΙΑΝΥΣΜΑ. ΘΕΜΑ 2ο

Συναρτήσεις. 5.1 Η έννοια της συνάρτησης. 1. Να συμπληρώσετε τις τιμές των παρακάτω συναρτήσεων : α) ψ = 2χ + 6 o Για χ = -1,5 : ψ =..=..

, όταν f είναι μια συνάρτηση παραγωγίσιμη στο x. 0, τότε ονομάζουμε ρυθμό μεταβολής του y ως προς το x στο σημείο x. 0 την παράγωγο f ( x 0

ΚΩΝΙΚΕΣ ΤΟΜΕΣ. Κεφάλαιο 4ο: Ερωτήσεις του τύπου «Σωστό - Λάθος» k R

0. Η ) λέγεται επιτάχυνση του κινητού τη χρονική στιγμή t 0 και συμβολίζεται με t ). Είναι δηλαδή : t ) v t ) S t ).

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΙΙ ιδάσκων : Ε. Στεφανόπουλος 12 ιουνιου 2017

2ο ΓΕΛ ΣΥΚΕΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ : Η ΥΠΕΡΒΟΛΗ. ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ : ΠΑΥΛΟΣ ΧΑΛΑΤΖΙΑΝ 2ο ΓΕΛ ΣΥΚΕΩΝ

1.1 ΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΟΡΙΑ ΣΥΝΕΧΕΙΑ

Διαφορικός Λογισμός. Κεφάλαιο Συναρτήσεις. Κατανόηση εννοιών - Θεωρία. 1. Τι ονομάζουμε συνάρτηση;

6.1 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ. Μαθηματικά Προσανατολισμού Β Γενικού Ημερησίου Λυκείου. 4 ο ΘΕΜΑ. Εκφωνήσεις Λύσεις των θεμάτων. Έκδοση 1 η (19/11/2014)

Παράγωγοι. Κώστας Γλυκός ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ. ΕΠΑΛ Κεφάλαιο ασκήσεις σε 19 σελίδες. εκδόσεις. Καλό πήξιμο / 1 1 /

ΜΕΡΙΚΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

5, 5 = 1. ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΙΑ ΣΥΛΛΟΓΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ 30 ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΜΟΝΟ ΜΙΓΑΔΙΚΟΙ + 10 ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΜΙΓΑΔΙΚΟΙ ΜΕ ΑΝΑΛΥΣΗ

ΘΕΩΡΙΑ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ. Μια παράσταση που περιέχει πράξεις με μεταβλητές (γράμματα) και αριθμούς καλείται αλγεβρική, όπως για παράδειγμα η : 2x+3y-8

Συναρτήσεις. Κώστας Γλυκός ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ. A ΛΥΚΕΙΟΥ κεφάλαιο ασκήσεις και τεχνικές σε 16 σελίδες. εκδόσεις. Καλό πήξιμο

Μαθηματικά προσαματολισμού Β Λσκείοσ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΙ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο : ΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ

Επαναληπτικά συνδυαστικα θέµατα

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΙΣ ΠΑΡΑΓΩΓΟΥΣ

x y Ax By Εξίσωση Κύκλου Έστω Oxy ένα σύστημα συντεταγμένων στο επίπεδο και C ο κύκλος με κέντρο το σημείο Εφαπτομένη Κύκλου Η εφαπτομένη του κύκλου

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ 5 ΠΕΡΙΟΔΩΝ

1. ** Αν F είναι µια παράγουσα της f στο R, τότε να αποδείξετε ότι και η

ΚΥΚΛΟΣ. Μ(x,y) Ο C ΘΕΩΡΙΑ ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΣΩΣΤΟ-ΛΑΘΟΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΧΡΑΣ ΓΙΑΝΝΗΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ. 3ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΚΕΝΤΡΙΚΟ Ν. ΣΜΥΡΝΗΣ

ΑΛΓΕΒΡΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΠΟΣΤΟΛΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

Α. ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ. και η συνάρτηση f είναι παραγωγίσιμη στο x. την παράγωγο f' ( x. 0 ) (ή και στιγμιαίο ρυθμό μεταβολής).

Παράγωγοι. Κώστας Γλυκός ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ. ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ Κατεύθυνση Κεφάλαιο 1. Kglykos.gr. 359 ασκήσεις σε 19 σελίδες. εκδόσεις.

Επαναληπτικό Διαγώνισμα Μαθηματικών Κατεύθυνσης Β Λυκείου

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

Τάξη B. Μάθημα: Η Θεωρία σε Ερωτήσεις. Επαναληπτικά Θέματα. Επαναληπτικά Διαγωνίσματα. Επιμέλεια: Κώστας Κουτσοβασίλης. α Ε

Επιμέλεια : Γαβριήλ Κωνσταντίνος Καθηγητής Φυσικής


117 ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ Μανώλη Ψαρρά. Μαθηματικού

δίου ορισμού, μέσου του τύπου εξαρτημένης μεταβλητής του πεδίου τιμών που λέγεται εικόνα της f για x α f α.

Η επιτάχυνση και ο ρόλος της.

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ B ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΑ

Μαθηματικά προσανατολισμού Β Λυκείου

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ & ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Τράπεζα συναρτήσει των διανυσμάτων α,β,γ. Μονάδες 13 β) να αποδείξετε ότι τα σημεία Α, Β, Γ είναι συνευθειακά. Μονάδες 12

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο: ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 4: ΡΥΘΜΟΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ [Κεφ. 2.4: Ρυθμός Μεταβολής του σχολικού βιβλίου]. ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Β

Ολοκληρώματα. Κώστας Γλυκός ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ. Ασκήσεις για ΑΕΙ και ΤΕΙ. Kglykos.gr. σε Ολοκληρώματα. τεχνικές. 108 ασκήσεις. εκδόσεις.

Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΑΠΟΣΤΟΛΟΥ ΓΙΩΡΓΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ

ΦΥΣΙΚΗ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: Α (ΛΥΣΕΙΣ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 13/10/2013

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 2016 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Προτεινόμενο διαγώνισμα Φυσικής Α Λυκείου

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ. Ύλη: Ευθύγραμμη Κίνηση

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ. Μαθηματικά 2. Σταύρος Παπαϊωάννου

ΘΕΜΑ ίνονται τα διανύσµαταα, β. α) Να υπολογίσετε τη γωνία. β) Να αποδείξετε ότι 2α+β= β) το συνηµίτονο της γωνίας των διανυσµάτων

) = Απόσταση σημείου από ευθεία. Υπολογισμός Εμβαδού Τριγώνου. και A

Ολοκληρώματα. Κώστας Γλυκός ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ. Ασκήσεις για ΑΕΙ και ΤΕΙ. Kglykos.gr. σε Ολοκληρώματα. τεχνικές. 108 ασκήσεις. εκδόσεις.

Τίτλος Μαθήματος: Συνήθεις Διαφορικές Εξισώσεις Ι

2.7. ր ց ց ր. Ασκήσεις σχολικού βιβλίου σελίδας A Οµάδας. 1. H παράγωγος µιας συνάρτησης f είναι. f (x) > 0 3(x 1 ) 3 (x 2 ) 2 (x 3) > 0

Τράπεζα Θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας-Μαθηματικά Ομάδας Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Β Λ Υ Κ Ε Ι Ο Υ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ - ΥΠΟ ΕΙΞΕΙΣ ΣΥΝΤΟΜΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΣΤΙΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 3//7/2013 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΓΡΑΠΤΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

Μαθηματικά Προσανατολισμού Γ Λυκείου Τελική Επανάληψη

Μαθηματική Εισαγωγή Συναρτήσεις

Π Ρ Ο Τ Ε Ι Ν Ο Μ Ε Ν Α Θ Ε Μ Α Τ Α Σ Τ Α Μ Α Θ Η Μ Α Τ Ι Κ Α Κ Α Τ Ε Υ Θ Υ Ν Σ Η Σ

1,y 1) είναι η C : xx yy 0.

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΕΛΛΕΙΨΗ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΑΛΓΕΒΡΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ B ΓΥΝΜΑΣΙΟΥ. 1. Να λυθούν οι εξισώσεις και οι ανισώσεις :

ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ ΤΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΤΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ

2 ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ

Μαθηματική Εισαγωγή Συναρτήσεις

E = 1 2 k. V (x) = Kx e αx, dv dx = K (1 αx) e αx, dv dx = 0 (1 αx) = 0 x = 1 α,

ΕΦΑΠΤΟΜΕΝΗ ΓΡΑΦΙΚΗΣ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗΣ

1 ΘΕΩΡΙΑΣ...με απάντηση

Ρ Υ Θ Μ Ο Σ Μ Ε Τ Α Β Ο Λ Η Σ

Περιεχόμενα. Κεφάλαιο 1 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ ΣΕ ΜΙΑ ΕΥΘΕΙΑ Οι συντεταγμένες ενός σημείου Απόλυτη τιμή...14

Ευθείες. Κώστας Γλυκός ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ. Κατεύθυνση Κεφάλαιο ασκήσεις. εκδόσεις. Καλό πήξιμο / 1 1 /

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΡΑΦΙΚΗ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ. Λυμένες Ασκήσεις

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Λογισμός 3 Ασκήσεις. Μιχάλης Μαριάς Τμήμα Α.Π.Θ.

Ιόνιο Πανεπιστήμιο - Τμήμα Πληροφορικής

Transcript:

ΔΙΗΜΕΡΙΔΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ Θέμα: Eφαρμογές Συνήθων Διαφορικών Εξισώσεων Πρώτης Τάξης Χρυσή Γ. Κοκολογιαννάκη Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Τμήματος Μαθηματικών Πανεπιστημίου Πατρών Ηράκλειο 7-8 Μαρτίου 4

) Να βρεθεί καμπύλη yx ( ) (στο πρώτο τεταρτημόριο), η οποία έχει την ιδιότητα: να περνά από το σημείο (,) και η εφαπτομένη της στο τυχαίο σημείο M ( x, y ) να τέμνει τον άξονα Ox στο σημείο A, τέτοιο ώστε το τρίγωνο MAB με Bx (, ) να έχει σταθερό εμβαδόν. Aπάντηση y y y( x x ) y y( x x ) A A A E MBBA y( x x) A y y y x c y y y c x y() c, Οπότε: yx ( ) x ) Να βρεθεί καμπύλη yx ( ) (στο πρώτο τεταρτημόριο), η οποία έχει την ιδιότητα: να περνά από το σημείο (,) και η εφαπτομένη της στο τυχαίο σημείο M ( x, y ) να τέμνει τον άξονα Ox στο σημείο A, έτσι ώστε το τρίγωνο OMA να είναι ισοσκελές (OM MA).

Aπάντηση y y y( x x ) y y( x x ) A A A OM MA OB BA x x A y c y y( x) ln y ln x c y x y x y() c, Οπότε: yx ( ) x ) Να βρεθεί καμπύλη yx ( ) (στο πρώτο τεταρτημόριο), η οποία περνά από το σημείο (, e ) και η εφαπτομένη της στο τυχαίο σημείο M ( x, y ) να τέμνει τον άξονα Ox στο σημείο A και η κάθετος από το M στον Ox είναι η MB, να ισχύει: το μήκος AB να είναι ανάλογο με το τετράγωνο της τετμημένης του σημείου επαφής. Aπάντηση

y y y( x x ) y y( x x ) A A A AB kx x x kx A y y ykx ln y c y cekx y kx kx y() e c e k, Οπότε: y( x) e k kx 4)Να βρεθεί καμπύλη yx ( ) (στο πρώτο τεταρτημόριο), η οποία περνά από τα σημεία (,) και (, 6) και αν η εφαπτομένη της στο τυχαίο σημείο M ( x, y ) να τέμνει τον άξονα Ox στο σημείο A και τον άξονα Oy στο σημείο B, ο λόγος των μηκών MB MA Aπάντηση να είναι σταθερός. 4

y y y( x x ) y y( x x ) A A A y y B y( x x B ) y y B yx MB ( B) ( M ) MB ( y y) x B MA ( AK) ( KM ) MA ( x x) y A MB ( y ) ( ) B y x yx x MA ( x x) y A y y y y ln y ln x c y cx y x y() c, y() 6 6 c Οπότε: και y( x) cx / 5)Τα άκρα A και B μιας ράβδου AB σταθερού μήκους l ολισθαί-νουν στους κάθετους ημιάξονες Ox και Oy αντίστοιχα έτσι ώστε, κάθε χρονική στιγμή, η οξεία γωνία στο A να μειώνεται με ρυθμό ανάλογο της οξείας γωνίας στο B, με συντελεστή αναλο-γίας k. Αν σε χρόνο 5

το τρίγωνο ήταν ισοσκελές, να βρεθούν οι γωνίες A και B ως συναρτήσεις του χρόνου. Σε πόσο χρόνο το εμβαδόν του τριγώνου υποδιπλασιάζεται; Aπάντηση () OAB ˆ, OBA ˆ () k, () 4 k ln k c ( ) ce k (), 4 c, () e k 4 4 l E() OAOB E() ( OA) E() 4 E() l E( ) E( ) 8 l ( ) sin cos sin k E l l e 4 sin k e sin sin e k 6 6

5 5 5 e k k ln ln 6 k. 6) Εστω ότι βρισκόμαστε σε ένα δωμάτιο όγκου m, που περιέχεται αέρας χωρίς CO (διοξείδιο του άνθρακα. Τη χρονική στιγμή m εισέρχεται στο δωμάτιο καπνός τσιγάρων με ρυθμό,, που min περιέχει, 4m CO. Ο αέρας αναμιγνύεται καλά με το CO και το μίγμα εξέρχεται με τον ίδιο ρυθμό. Να βρεθεί η ποσότητα του CO που υπάρχει στο δωμάτιο κάθε χρονική στιγμή. Δεδομένου ότι η εκτεταμένη έκθεση σε ένα μίγμα αέρα και CO με περιεκτικότητα σε CO,m έχει βλαβερές συνέπειες για τον ανθρώπινο οργανισμό, να βρεθεί ο χρόνος που χρειάζεται ώστε η ποσότητα του CO στο παραπάνω δωμάτιο να φτάσει τα,m. Aπάντηση Έδώ έχουμε ένα φαινόμενο μίξης. Δηλαδή στο δωμάτιο που υπάρχει καθαρός αέρας εισέρχεται CO, αναμιγνύεται καλά με τον καθαρό αέρα και εξέρχεται. Ζητάμε, στην ουσία, την ποσότητα του CO που υπάρχει στο δωμάτιο κάθε χρονική στιγμή. Επειδή δεχόμαστε ότι «Η ταχύτητα μεταβολής dy της ποσότητας y () της ουσίας στον κλειστό χώρο τη d χρονική στιγμή είναι η διαφορά του ρυθμού εισόδου και του ρυθμού εξόδου από τον κλειστό χώρο», θα έχουμε, αν y () είναι η ποσότητα του CO στο δωμάτιο τη χρονική στιγμή : dy =( ρυθμός εισόδου)-(ρυθμός εξόδου), και: d (ρυθμός εισόδου)=(συγκέντρωση που εισέρχεται).(ταχύτητα εισαγωγής) (ρυθμός εξόδου)=(συγκέντρωση που εξέρχεται).(ταχύτητα εξαγωγής) 7

Άρα: dy,4 y( ) y d,4 y ln, 4 y c y, 4 ce Επειδή ο αέρας είναι αρχικά καθαρός, έχουμε την αρχική συνθήκη: y(), άρα,4 c c,4. Τελικά: e y( ),4,4. Θέλουμε να βρούμε το ώστε: y ( ),, που είναι το κρίσιμο σημείο για το CO. Άρα:,, 4, 4e, 4e, 988 e, 997 ln(, 997) 6. Άρα θα χρειαστούν 6 λεπτά περίπου, ώστε να φτάσει η συγκέντρωση του CO στα,m. 7)Ο ρυθμός με τον οποίο ένα σφαιρικό ομογενές κομμάτι ναφθαλίνης μεταπίπτει από την στερεά στην αέρια κατάσταση (εξαχνώνεται) είναι ανάλογος της επιφάνειάς της. Εστω αρχικά, ότι η ναφθαλίνη έχει ακτίνα,5cm και ότι μετά από μήνες, η ακτίνα της έχει γίνει,5cm. Να εκφράσετε την ακτίνα της ναφθαλίνης σαν συνάρτηση του χρόνου και να υπολογίσετε πότε θα εξαχνωθεί εντελώς η ναφθαλίνη. Απάντηση Κατ αρχήν, θα πρέπει να εκφράσουμε την ακτίνα της ναφθαλίνης σαν συνάρτηση του χρόνου (σε μήνες). Έστω r, () η ακτίνα. Γνωρίζουμε ότι είναι σφαίρα (σφαιρικό κομμάτι) και ότι ο ρυθμός με τον οποίο 8

εξαχνούται η ναφθαλίνη (δηλ. ο ρυθμός μεταβολής του όγκου της) είναι ανάλογος της επιφάνειάς της. Ο όγκος V() και η επιφάνεια S () της σφαίρας είναι αντίστοιχα: 4 V ( ) r ( ) και S( ) 4 r ( ) και dv () 4 V( ) r ( ) r( ) 4 r ( ) r( ), d Προκύπτει η ΣΔΕ: 4 r ( ) r( ) k4 r ( ) r( ) k, ( k ) r() k c, όμως r(), 5 και r(),5, οπότε c,5 καιk,5. Δηλαδή r( ),5,5. Όταν θα εξαχνωθεί πλήρως, σημαίνει r ( ). Άρα:, 5, 5, 5, 5 ή 8)Ο ρυθμός διάσπασης ενός ραδιενεργού υλικού την χρονική στιγμή είναι ανάλογος της υπάρχουσας ποσότητάς του την χρονική στιγμή αυτή. Αν ο χρόνος υποδιπλασιασμού του είναι χρόνια, να βρείτε το ποσοστό της διάσπασής του σε χρόνια. Απάντηση y( ) ky( ), y() y y k y() ce k, c y y y() y e k y ln y e k ln k k ln y() y e 9

ln ln y() y e y() y e y() y 9)Σε μια αρχαιολογική έρευνα, οι επιστήμονες βρήκαν κοντά σε ένα απολιθωμένο ανθρώπινο οστό ένα αρχαίο εργαλείο. Αν το εργαλείο και το απολίθωμα περιέχουν 65% και 6% της αρχικής ποσότητας του 4 C, αντίστοιχα, να προσδιοριστεί, αν είναι δυνατόν το εργαλείο να είχε χρησιμοποιηθεί από αυτόν τον άνθρωπο. (Ο χρόνος υποδιπλασιασμού του 4 C είναι 56 χρόνια). Απάντηση Αν y () είναι η ποσότητα του 4 C την χρονική στιγμή,τότε: Άρα: y( ) ky( ), ( k>). y k k ln y k c y ce (), όμως έστω y y y (), οπότε: c y Άρα η () γίνεται y() y e y ή y(56) k y 56k k 56 y e e Άρα τελικά: 56 y( ) y (*) Αφού η ποσότητα του 4 C που βρέθηκε είναι το 65% της αρχικής ποσότητας, η ηλικία του εργαλείου θα βρεθεί από την : (*) 56 56 y( ),65y y,65y,65 56 ln,65 ln ln,65 56 ln,5 χρόνια.

Δηλ. η ηλικία του εργαλείου θα είναι περίπου 489 χρόνια. Ομοίως για το οστό: (*) 56 56 y( ),6 y y,6 y,6 56 ln,6 ln ln,6 56 ln,5 χρόνια. Δηλ. η ηλικία του οστού θα είναι περίπου 49 χρόνια, άρα το εργαλείο είναι μεταγενέστερο, άρα δεν είχε χρησιμοποιηθεί από τον άνθρωπο αυτόν. )Μια μέρα είχαμε λίγο χρόνο ελεύθερο με τον Κώστα και φτιάξαμε ένα τσάι να πιούμε. Το φλυτζάνι είχε θερμοκρασία ο C και μετα από 5 είχε 9 ο C και επειδή ήταν ακόμα καυτό, μου λέει ο Κώστας: «να το βάλουμε 5 ακόμα στο ψυγείο (θερμοκρασίας 5 ο C) και μετά να το πιούμε». Εγώ του λέω: «να το αφήσουμε ακόμα στο δωμάτιο (σταθερής θερμοκρασίας 5 ο C) και μετά να το πιούμε». Ποιός ήπιε το τσάι πιο ζεστό? Απάντηση: Καταρχάς, θα λάβουμε υπ όψιν μας ότι η μεταβολή της θερμοκρασίας ενός σώματος υπόκειται στο νόμο ψύξης του Newon: «ο ρυθμός μεταβολής της θερμοκρασίας T () ενός σώματος, που βρίσκεται σε ένα μέσο σταθερής θερμοκρασίας, T είναι ανάλογος της διαφοράς της θερμοκρασίας του σώματος και της θερμοκρασίας του μέσου», δηλαδή: dt () T( ) k T( ) T (*), k ά (που εξαρτάται από το d σώμα, δηλ. το υλικό του, το εμβαδόν της επιφανείας του κλπ). Η (*) είναι μία ΣΔΕ ης τάξης χωριζόμενων μεταβλητών: () T() T k, εδώ έχουμε T 5 και επίσης T()

Άρα: () k ln T( ) 5 k c c 75 T() T T() k T( ) 5 ce Άρα: T e k ( ) 5 75 () Επειδή T(5) 9, έχουμε από την (): 5 k5 k 65 9 5 75 e e 75 και 5 65 T ( ) 5 75 () 75 Άρα μετά από δηλ. Τ(5) θα είναι η θερμοκρασία του τσαγιού του δικού μου, οπότε: 65 T () T(5) 5 75 (5) 7,8 75 Για να βρούμε τη θερμοκρασία του τσαγιού του Κώστα, θα λύσουμε: T () k T( ) k T( ) 5 ln T( ) 5 k c T ( ) 5 T() 9 T() 9 T() 9 k T( ) 5 ce c 75 T() 9 Άρα: T ( ) 5 75 e k k e 5 65 5 T ( ) 5 75 65 75 75 Ζητάμε το T (5), οπότε: 65 T T(5) 5 75 (5) 8. 75 Τελικά ο Κώστας θα πιεί πιο ζεστό το τσάι του.

)Μια μέρα άρχισε να χιονίζει νωρίς το πρωΐ και το χιόνι συνέχισε να πέφτει με σταθερό ρυθμό. Ένα εκχιονιστικό μηχάνημα ξεκίνησε στις π.μ. να καθαρίσει ένα δρόμο. Υποθέτουμε ότι ο όγκος του χιονιού που εισέρχεται στο εκχιονιστικό μηχάνημα ισούται με τον όγκο του χιονιού που εκτοξεύεται από το μηχάνημα. Επίσης υποθέτουμε ότι το εκχιονιστικό μηχάνημα καθαρίζει το δρόμο με σταθερό ρυθμό R. Μέχρι τις μ.μ. το μηχάνημα καθάρισε 4 χλμ. Του δρόμου. Επίσης μέχρι τις 5μ.μ. καθάρισε άλλα χλμ. Πότε άρχισε να χιονίζει? Απάντηση Έστω y () μία συνάρτηση που εκφράζει το δρόμο που έχει διανύσει το εκχιονιστικό σαν συνάρτηση του χρόνου, W το πλάτος του δρόμου και h το ύψος του χιονιού. Αν το μηχάνημα διανύει Δ y μέτρα σε Δ ώρες, τότε μαζεύει χιόνι με όγκο ίσο με h.w.δ y και εκτοξεύει RΔ όγκο χιονιού. Άρα από την υπόθεση: R c W y R y dy hw y R hw h d h ( ) ( ) () Το ύψος του χιονιού εξαρτάται από το χρόνο και μάλιστα είναι ανάλογο του χρόνου που άρχισε να χιονίζει καθώς και της διάρκειας που h( ) k (), k σταθερά αναλογίας. χιονίζει, δηλ. Οπότε: () dy () () d k( ) που είναι Χ.Μ. Η λύση της: d dy dy ln c (4) k k Για, θεωρούμε ότι αντιστοιχεί στο π.μ Άρα έχουμε από τα δεδομένα: y(), y() 4 y(6) 6 y() c (4) ln (5) k

(5) (4) y( ) ln ln y( ) ln (6) k k k Οπότε η Η (6) λόγω των άλλων συνθηκών γίνεται: y() ln 4 και k 6 y(6) ln 6. Διαιρώντας κατά μέλη έχουμε: k ln 4 6 ln ln 6 ln 6 6 9, οπότε 5 Επειδή 5 και πρέπει να είναι αρνητικό (άρχισε να χιονίζει πριν π.μ) 5 4,85h 9. Άρα αν από τις. 66 αφαιρέσουμε τα 9 βρίσκουμε: 66-9 =69 :6 =6.5h Άρα άρχισε να χιονίζει περίπου στις 6:5 π.μ το πρωί. Βιβλιογραφία ) B.J. Rice nd J.D. Srnge, Ordinry Differenil Equions wih Applicions, Brooks/Cole Publishing Compny, Pcific Grove, Cliforni (994). ) N.Finizio nd G.Lds, Ordinry Differrenil Equions wih Modern Applicions, Wdsworh Publishing Compny Inc. Belmon, Cliforni. ) Π.Σιαφαρίκας, Εφαρμογές των Συνήθων Διαφορικών Εξισώσεων, Τόμος Ι, Πάτρα,( ). 4