8.3E: Solution of Initial Value Problems (Exercises)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
Q8.3.1
In Exercises 8.3.1-8.3.31 use the Laplace transform to solve the initial value problem.
1. y″+3y′+2y=et,y(0)=1,y′(0)=−6
2. y″−y′−6y=2,y(0)=1,y′(0)=0
3. y″+y′−2y=2e3t,y(0)=−1,y′(0)=4
4. y″−4y=2e3t,y(0)=1,y′(0)=−1
5. y″+y′−2y=e3t,y(0)=1,y′(0)=−1
6. y″+3y′+2y=6et,y(0)=1,y′(0)=−1
7. y″+y=sin2t,y(0)=0,y′(0)=1
8. y″−3y′+2y=2e3t,y(0)=1,y′(0)=−1
9. y″−3y′+2y=e4t,y(0)=1,y′(0)=−2
10. y″−3y′+2y=e3t,y(0)=−1,y′(0)=−4
11. y″+3y′+2y=2et,y(0)=0,y′(0)=−1
12. y″+y′−2y=−4,y(0)=2,y′(0)=3
13. y″+4y=4,y(0)=0,y′(0)=1
14. y″−y′−6y=2,y(0)=1,y′(0)=0
15. y″+3y′+2y=et,y(0)=0,y′(0)=1
16. y″−y=1,y(0)=1,y′(0)=0
17. y″+4y=3sint,y(0)=1,y′(0)=−1
18. y″+y′=2e3t,y(0)=−1,y′(0)=4
19. y″+y=1,y(0)=2,y′(0)=0
20. y″+y=t,y(0)=0,y′(0)=2
21. y″+y=t−3sin2t,y(0)=1,y′(0)=−3
22. y″+5y′+6y=2e−t,y(0)=1,y′(0)=3
23. y″+2y′+y=6sint−4cost,y(0)=−1,y′(0)=1
24. y″−2y′−3y=10cost,y(0)=2,y′(0)=7
25. y″+y=4sint+6cost,y(0)=−6,y′(0)=2
26. y″+4y=8sin2t+9cost,y(0)=1,y′(0)=0
27. y″−5y′+6y=10etcost,y(0)=2,y′(0)=1
28. y″+2y′+2y=2t,y(0)=2,y′(0)=−7
29. y″−2y′+2y=5sint+10cost,y(0)=1,y′(0)=2
30. y″+4y′+13y=10e−t−36et,y(0)=0,y′(0)=−16
31. y″+4y′+5y=e−t(cost+3sint),y(0)=0,y′(0)=4
Q8.3.2
32. 2y″−3y′−2y=4et,y(0)=1,y′(0)=−2
33. 6y″−y′−y=3e2t,y(0)=0,y′(0)=0
34. 2y″+2y′+y=2t,y(0)=1,y′(0)=−1
35. 4y″−4y′+5y=4sint−4cost,y(0)=0,y′(0)=11/17
36. 4y″+4y′+y=3sint+cost,y(0)=2,y′(0)=−1
37. 9y″+6y′+y=3e3t,y(0)=0,y′(0)=−3
38. Suppose a,b, and c are constants and a≠0. Let y1=L−1(as+bas2+bs+c)andy2=L−1(aas2+bs+c).
Show that y1(0)=1,y′1(0)=0andy2(0)=0,y′2(0)=1.
HINT: Use the Laplace transform to solve the initial value problems
ay″+by′+cy=0,y(0)=1,y′(0)=0ay″+by′+cy=0,y(0)=0,y′(0)=1