advanced engineering kreyszig solution manual, Essays (university) of Advanced Calculus

advanced engineering solution manual

Typology: Essays (university)

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jaehoshin62
jaehoshin62 🇰🇷

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bg1
문제풀이 해설
편 집 부
KREYSZIG 공업수학, 개정 10판
불법복사는 지적재산에 대한 중대한 범죄행위입니다
저작권법
136
조의
5
(권리의 침해죄)에 따라 지적재
산권을 침해한 자는
5
이하의 징역 또는
5
천만원
하의 벌금에 처하거나 이를 병과할 있습니다.
[]
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe
pff
pf12
pf13
pf14
pf15
pf16
pf17
pf18
pf19
pf1a
pf1b
pf1c
pf1d
pf1e
pf1f
pf20
pf21
pf22
pf23
pf24
pf25
pf26
pf27
pf28
pf29
pf2a
pf2b
pf2c
pf2d
pf2e
pf2f
pf30
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pf32
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pf39
pf3a
pf3b
pf3c
pf3d
pf3e
pf3f
pf40
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1BSU"ߑ࠙޷࢚੿ध

ઁ  ੢ 1 ࢚҅ ੿धߑ࠙޷ jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj 1

ઁ  ੢ 2 ҅ ੿धߑ࠙޷࢚ࢶഋ jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj (^23)

ઁ  ੢ ੿धߑ࠙޷࢚Ҋ҅ ࢶഋ jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj 49

ઁ ੢ ߨ੿ࢿݶಣ࢚ਤ੿धߑ࠙޷࢚݀ো jjjjjjjjjjjjjjjj (^57)

ઁ  ੢ ߑ࠙޷੿ध੄ әࣻ೧ౠࣻೣ࢚ࣻ jjjjjjjjjjjjjjjjjj 75

ઁ  ੢ (^) Laplace ജ߸ jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj (^95)

1BSU#ࢶഋࣻ߭ఠ޷੸࠙

ઁ  ੢ ࢶഋࣻ೯۳ ߭ఠ ೯۳ध ࢶഋোߑ݀੿ध jjjjjjjjjjj (^117)

ઁ  ੢ ࢶഋࣻ೯۳੄ Ҋਬч ޙઁ jjjjjjjjjjjjjjjjjjj 137

ઁ  ੢ ఠ࠙޷ӝ਎ӝ ߊ ഥ੹߭ jjjjjjjjjjjjjjjjjjj (^151)

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1BSU$'PVSJFS೧ࢳಞߑ࠙޷੿ध

ઁ ੢ Fourier ೧ࢳ jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj 203

ઁ ੢ ੿धߑ࠙޷ಞ jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj (^231)

1BSU%ࠂࣗ೧ࢳ

ઁ ੢ ࠙޷ࣗࠂࣗೣࣻࠂࣗࣻ৬ ࠂ jjjjjjjjjjjjjjjjjjj 259

ઁ ੢ ࠙ࣗ੸ࠂ jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj (^275)

ઁ ੢ ݵәࣻ  Taylor әࣻ jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj 287

ઁ ੢ (^) Laurent әࣻਬࣻ੸࠙ jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj (^299)

ઁ ੢ ࢚ࢎ١п jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj 307

ઁ ੢ ࠂࣗ೧ࢳҗ ಌబ࣍ ੉ۿ jjjjjjjjjjjjjjjjjjjjjj (^313)

v

ର۹

੿धߑ࠙޷ ࢚҅

CHAPTER 1

1.1 Basic Concepts. Modeling

  1. ′  sin 을 적분하면

 sin   

cos   (^) 이다.

2.  ^

 

  을 적분하면

 ^

 

   ^

  

    

 

    이다.



  

 이므로   

 이다.



   

  이므로   

  이다.

5.  ^

  cos  

  ^ cos ^ sin  이다.

sin^ cos,  

cos^ sin이므로

sin^ sin,  

cos^ cos이다.

따라서   sin  cos이다.

7.  ^

cosh ^  

sinh   이다.

8. ″′^  ^

  을 적분하면

    

    이고, 다시 적분하면

 

     

      이다.



     

    

    

  1. (a)  ′  

         이므로

   는 주어진 방정식의 해이다.

(b)     이므로   이다.

   이다.

(c)

  1. (a)  ′  

 

  이므로

 

(b)    이므로 특이해는   

 

(c)

  1. (a)  ′  

    

  

   이므로

 는 주어진 방정식의 해이다.

(b)   ^  

   



 이다.

(c)

  1. (a) 식 

  

  을 정리하면   

   (^) 이다.

′ ^

  

  

  는 주어진 방정식의 해이다.

(b)  이므로       이다.

  

  이다.

(c)

  1. (a)  ′  

  

  

 

 

  

  

 

(b)  이므로      

 

(c)

  1. ′  cos 를 적분하면,    

sin   이다.

10. ′^  



12. ′    ^ 이므로 

     (^) 이다.

  ′

    

sin  

sin  

    

   

  1. (a) ′    ,   ≤  ≤    ≤  ≤ 

(b) 

  

  를 미분하면   ′  이므로

미분방정식은 ′ ^

(d) ′   

1.2 Geometric Meaning of y

f

x

y

). Direction Fields

 ^ cos



 ^

sin     이다.

′ cos  이다. 이 식에 배각공식

cos ^ cos

   을 적용하면 ′ cos

   이다.

sin

 cos

 이다.

^

sin

 cos

 , ln^  

lnsin 

  sin (^) 이다.

 ′   cos 이다. 양변에 를 곱하면

 ′  cos , ′ sin   cos 이므로

     이므로 일반해는

  

   (^) 이다.

음함수의 미분법을 이용하면,   ′^  이므로

    , ^  

    이므로

일반해는  ^

    

위의 일반해를 미분하면 ′ ^



    

   

 

   

7.  ^

주어진 방정식을 정리하면 ′^  ^ sin

 이다.

즉, csc

   , ^ cot  

  이므로

  arccot 

  이다. 다시 역치환하면

일반해는   ^ arccot 

  이다.

′ ^ arccot 

   

   

  

  

   cot

 

 csc

 

′ ^

 sin

 

  ,  

  

arctan  

   ,   tan  이다.

다시 역치화하면 일반해는   tan   이다.

′  sec

      tan

      

 이다.

위의 일반해를 미분하면 ′ ^

       

10.  ^

,   ln  이다. 다시 역치환하면

일반해는    ln  이다.

위의 일반해를 미분하면 ′  ln        

 ^

이므로 ln ^ ln  이다.

특수해는  ^

arctan    (^) 이다.

tan   이다.

tan    이므로

  이고 특수해는  ^

tan   이다.

  1. csc

   sech

 이므로 미분방정식의 일반해는

 cot  tanh  이다.

초기조건에 의하여 ^ cot   



(^) tanh  이므로

  이고 특수해는  cot  tanh이다.

  이므로 ln ^

   (^) 이다.

 

 

이다.

  

   이다.

  

  이다.

1.3 Separable ODEs. Modeling

  

  이다.

   (^) ,  

  

  (^) , arctan      (^) 이다.

즉,   tan  이다.

따라서 일반해는   tan     이다.

초기조건에 의하여    tan  이므로

  이므로 특수해는   tan    이다.

17.  ^

 cos

 이다.

즉, sec

   

 , tan  

  이므로

  arctan

  이다.

따라서 일반해는    arctan

  이다.

초기조건에 의하여  arctan    이므로

  이므로 특수해는    arctan

  이다.

  

 (^) 

 (^) 

 이다.

    ln ,

 ln  이다.  

ln     이고

ln     이므로 2주 후는 4배, 4주

  1. (a) 생성 객체수를  

객체수를 ^ 라 하자. 조건에 의하여

 

^   ^ ^ 이다.

(b) lim

→ ∞

  이다.

  ≒ (^) 이므로  이다.

22. 가속도는  ^

 

  

  ×

 msec

 이다.

 와 초기조건  을 만족한다.

 이므로 ′   

 이다.

  

   이다.

여기서    이므로 ^

  

 이다.

  ^  

  

 ×

    

 ×



  

   m

이 식을 적분하면 ln^ ln^

 

 

 

 

  

이 식을 적분하면 ln   

 이

다. 따라서 일반해는^     

 이다.

  이므로

ln  

  이다.

  이면  ≒sec이다.

  1. Gompertz 모델인 방정식 ′ ln 을 정리하면

ln

lnln ^

   , ln  

 ,   









 이다.

 ,

ln  이다.

  이다.

  을 풀면    

ln

≒min

   

   , 

  

   이다.

sin cos^ sin sin ^  

cos sin 이므로

 ^

sin cos ^ cos cos   에서

 cos sin  ′ cos sin이므로  이다.

따라서 일반해는 cos cos   이다.

   

   이다.



  

   



  이므로 완전미분이다.

   

   에서

  ′ 

 이므로  이다.

  이다.



  

    

 ^ exp

 ln   

 

  

 ^

이 된다.  ^

  

   ^

따라서 일반해는  ^

  

  이다.

  

 

     

    

 

     

 

      

 

    (^) 에서

   ′ 

     (^) 이므로

 

   이다.

 tan  sec

 ^  

sec

   이므로

  exp

sec

 

 sec

 

 

tan  

sec

   

tan  

tan   에서

sec

   ′ 

sec

  (^) 이므로  이다.

tan   이다.

 cos  

 sin  이다.



 cos 

 sin   

 

 sin이므로

 cos  

 cos   에서

 sin  ′ 

 sin 이므로  이다.

 cos   이다.

 cos  

 sin  이다.



 cos 

 sin ^  

 

 sin이므로

 ^

 cos  

 cos  ^ 에서

 sin  ′ 

 sin 이므로

 cos   이다.

 cos  이다.

  1. 양변에 cos  를 곱하면 주어진 방정식은

 cos    cos  ^ sin     

 cos     cos   sin  

cos   (^) sin   

 ^

 cos    sin   ^ 에서

 (^) sin   cos   ′

 sin   cos  

따라서 일반해는 sin    이다.

  1. 방정식을 정리하면 cosh cos  sinh sin  

cosh cos cosh sin

 sinh sin cosh sin

 ^ exp

 sinh sin

 cosh sin

 

ln si n h    (^) sinh

sinh cosh cos  sinh

  sin  

 ^

sinh cosh cos ^ sinh

  cos  

 sinh

  sin  ′ sinh

  sin 이므로

따라서 일반해는 sinh

  cos   이다.

12. 방정식을 정리하면 ^

  

  이다.



 

  



이므로 완전미분이다.

 ^



  

  (^) 에서

 ′ 

  이다.

   를 곱하면 주어진 방정식은

   

    으로 정리된다.



     



  ^ 이므로 완전미분방정식이다.

 ^

   

   (^) 에서  

  

  이다.

  

     이다.

 

 를 곱하면 주어진 방정식은

 

      

   

   으로 정리된다.

 

 

       

 

 

   

 

 

     

   

     에서

   

  ′  

   

 이므로

   

     이다.

    에서

 이다.

     

  이다.

  1. (a) 

 sinh  cosh 



 sinh 

 sinh   



 cosh 이므로

 sinh  

 cosh   에서

 cosh  ′ 

 cosh 이므로

 cosh   이다.

 cosh  

 sinh,   tanh이므로

일반해는   lncosh  이다.

(b)   cos ^  cos

 exp

   cos

   (^) sin



 (^) exp (^) lncos  cos

이므로 주어진 방정식은     sec

   

   에서

 ′ sec

  이므로  tan 이다.

  (^) tan   이다.

cos

   cos, sec

     

이므로 일반해는 tan    

   (^) 이다.

(c) 

  

     

 exp

 exp ln  

 

 

 (^)    

   

이므로  ^ 이다.

따라서 일반해는  ^

 으로 나누어 정리하면,

 



 이다.

 ^

 , ^ ln  

  (^) ln  ,

   이다.

 

   

(d) 

   

   

 exp

  

 exp 

ln  

  

  

 

  

 

 

 

이므로  ^ 이다.

 

   

 ,  

일반해는 ln  

ln  ,   

  

  1. (a)  

 

 sin sin   

1.4 Exact ODEs. Integrating Factors

  1. 주어진 방정식을 정리하면 ′  sec

   sec

 이다.

 tan 

tan  sec

   

 tan 

tan   

 tan 

  



    

 이므로 특수해는    

  tan  이다.

ln si n 

 ln si n  cot  

 sin

 csc cot   

 sincsc     sin

12. 주어진 방정식을 정리하면, ′ ^

 이다.

 ln 

 

 ln    

 

    

  

   

  

 

  

  이다.

 ′   tanh 이다.   

ln cosh   cosh

 

이므로 일반해는     cosh

  (^) 이다.

  1. (a) ^  

cos  

ln 

cos  

 ln    

cos  

sin  

 

sin  

  



(b)   

   cos  

 ln 

   cos  

  ln    

cos  

sin  

 

 sin  

  

   

   ′^      ′^  ′^    

  

  

 ′^    ′^    ′^    



 

  

′^    ′^         

 ′^

  

  



 

   

  



 

  

  

     

 

′^   

  

 ^ 이므로

   ′^      ′^  ′^    

  

   

 (^)   

,   라 하면 ′    이고

′ ^

   ^

  

   이고

1.5 Linear ODEs. Bernoulli Equation. Population Dynamics

 (^)   



  

  이다.

  1. Bernoulli 방정식이므로   

  로 치환하면,

 ′ ^

   이므로

일반해는  ^

  

초기조건에 의하여 ^

  1. Bernoulli 방정식이므로   

 로 치환하면,

 

   

 



    

 

    

 

초기조건에 의하여     ^   이므로 특수

    

 

  1. Bernoulli 방정식이므로   

 로 치환하면,

 ′ ^

 

   

   

  

      

  

      

  1. Bernoulli 방정식이므로   

  로 치환하면,

    이므로

   

  1. 주어진 방정식을 정리하면 cot     

lnsin ln    (^) 이다.

따라서 일반해는 sin    이다.

sin    이다.

27. 방정식을 정리하면    ^

    이다.

  ^



    이므로

 ^ exp



   

  

   

   

   에서

  ′ 

  

 이므로

 이다.

  

   (^) 이다.

 로 치환하면,

 이다. 즉

   

   

 

  

   

 

ln   

 

 ^ ln     

 

   

  

  

 

   

  

  이다.

  1. (a)   ^  

을 Riccati 방정식에

 

 

   

 

이다. Y가 Riccati 방정식의 해이므로,

   이다.

따라서 ^

  

Riccati 방정식은 Bernoulli 방정식으로 변형된다.