kiyos06のプロフィール
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技術者(職人肌)です。
- 登録日2007/11/19
- 性別男性
- 職業会社員
- Webサイト http://kiyos06.seesaa.net/article/202202article_1.html
- 微分方程式
{2x√(x^2+y^2)+x}dx + {-2y√(x^2+y^2)+y}dy = 0 この微分方程式が分かりません。 わかる方教えてください!
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- 数学・算数
- meijiro213
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- 数学の解析学の質問です
数学のフーリエ解析についての質問です。 関数f(t)のフーリエ変換をF(ω)=∫[-∞→∞]f(t)exp(-iωt)dtと定義する。 関数F(ω)のフーリエ逆変換をf(t)とするとき、次の2つの関数のフーリエ逆変換を求めよ。 (1)F(2ω) (2)F(ω-1) 解答、解説がなく困っているので、どなたか分かる方がいらっしゃれば教えていただけると幸いです。 よろしくお願いします。
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- noname#257811
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- 微分方程式 xy"-y=0 の解の基底
今年(2018年)で52歳になる、数学が趣味の会社員です。 ISBN4-563-00561-4「技術者のための高等数学-1 常微分方程式 原書第5版」 (現在、市販されている原書第8版より一つ古い版)の 164頁に載っている 8番 下記の問題がどうしても解けません。 次の微分方程式の解の基底を求めよ。プロベニウスの方法により得られた級数が よく知られた関数の展開であることを確かめよ。 8. xy"-y=0 基底の一つは、 y1=c0*Σ(m=1~∞)[x^m/((m-1)!*m!)] までは分かったのですが、もう一つの基底、 y2=k*y1*log(x)+(x^r2)*Σ(m=0~∞)[Cm*x^m] が計算できません。 y1を求めるまでの過程ですが、下記のとおりです。 x*y"-y=0 … (1) 解はy=(x^r)*Σ(m=0~∞)[Cm*x^m]の形になるので、 y=(x^r)*Σ(m=0~∞)[Cm*x^m]=Σ(m=0~∞)[Cm*x^(m+r)] y'=Σ(m=0~∞)[(m+r)*Cm*x^(m+r-1)] y"=Σ(m=0~∞)[(m+r)*(m+r-1)*Cm*x^(m+r-2)] これらを(1)に代入すると、 x*y"-y =Σ(m=0~∞)[(m+r)*(m+r-1)*Cm*x^(m+r-1)] -Σ(m=0~∞)[Cm*x^(m+r)]=0 … (2) x^(r-1)の係数の和を0とおくと、 r*(r-1)*c0=0 C0<>0なので、 r*(r-1)=0 r=r1,r2 r1=1, r2=0 r=r1=1 のとき (2)にr=r1=1を代入すると、 Σ(m=0~∞)[(m+1)*m*Cm*x^m]-Σ(m=0~∞)[Cm*x^(m+1)]=0 … (3) x^sの係数の和を0とおくと、 (s+2)*(s+1)*c[s+1]-Cs=0 (c[s+1]はcの右下に小さく「s+1」です) c[s+1]=Cs/((s+1)*(s+2)) … (3) (3)でs=0のときは c1=c0/2=c0/2! (3)でs=1のときは c2=c1/(2*3)=c0/(2!*3!) (3)でs=2のときは c3=c2/(3*4)=c0/(3!*4!) y1は y1=(x^r1)*Σ(m=0~∞)[Cm*x^m] なので、 y1=(x^1)*Σ(m=0~∞)[(c0*x^m)/((m-1)!*m!)] =c0*Σ(m=1~∞)[x^m/((m-1)!*m!)] ここで力尽きました。 「よく知られた関数の展開であることを確かめよ。」とあるので、そもそも この級数が初等関数の組み合わせになるのでしょうか ? y1が正しいかどうかを検算した結果は、以下のとおりです。 y1=c0*Σ(m=1~∞)[x^m/((m-1)!*m!)] y1'=c0*Σ(m=1~∞)[m*x^(m-1)/((m-1)!*m!)] =c0*Σ(m=1~∞)[x^(m-1)/((m-1)!^2)] y1"=c0*Σ(m=2~∞)[(m-1)*x^(m-2)/((m-1)!^2)] =c0*Σ(m=2~∞)[x^(m-2)/((m-2)!*(m-1)!] =c0*Σ(m=1~∞)[x^(m-1)/((m-1)!*m!] = y1/x x*y1-y1=x*y1/x-y1=0 0になるので正しいと思います。 前出の「技術者のための高等数学-1 常微分方程式 原書第5版」の全問題 完全制覇を目指して 2年ぐらい前から独学で勉強しています。 4章に入って内容が難しくなって、私の力ではそろそろ限界かもと感じるように なりました。 本には解き方はおろか、模範解答もありません。 周りに聞ける人もいません。数学が得意な方、どうかご教示をお願いします。