방향장과 정성적 해석 연습문제 — OpenStax 2권 · 4.2절 · 16번

OpenStax 2권 · 4.2절 · 16번대학 수준우리말 번역

다음 미분방정식의 방향장을 그리세요. 해의 거동에 대해 무엇을 말할 수 있나요? 평형점이 있나요? 이 평형점들은 어떤 안정성을 갖나요?

$y'=1-{y}^{2}-{x}^{2}$

영어 원문 보기

Draw the directional field for the following differential equations. What can you say about the behavior of the solution? Are there equilibria? What stability do these equilibria have?

$y'=1-{y}^{2}-{x}^{2}$

정답·풀이 보기

x축과 y축 모두 (-2, 2) 범위에 있는 거의 모든 점에서 화살표가 오른쪽 아래를 향하는 방향장이다. 원점 가까이에서는 화살표가 더 수평에 가까워지며 오른쪽 위를 향하고, 다시 더 수평에 가까워졌다가 다시 오른쪽 아래를 향한다.

원본 교재 풀이(영어)

A direction field with arrows pointing down and to the right for nearly all points in (-2, 2) on the x and y axes. Close to the origin, the arrows become more horizontal, point to the upper right, become more horizontal, and then point down to the right again.

한 번 더 — 비슷한 문제OpenStax 2권 · 4.2절 · 14번우리말 번역

다음 미분방정식의 방향장을 그리세요. 해의 거동에 대해 무엇을 말할 수 있나요? 평형점이 있나요? 이 평형점들은 어떤 안정성을 가지나요?

$y'={y}^{2}-1$

다 풀었으면 정답 확인

y = 1 과 y = -1 에서 화살표가 오른쪽을 향해 수평으로 놓여 있는 방향장이다. y < -1 과 y > 1 에서는 화살표가 위쪽을 향한다. -1 < y < 1 에서는 화살표가 아래쪽을 향한다. 화살표가 이 직선들에 가까울수록 더 수평에 가깝고, 멀수록 더 수직에 가깝다.

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