微分方程式について
高校生です.
同内容の質問もあったのですが, どうも納得できなかったので投稿させていただきました.
問 (f(x)+f'(x))sinx=f(x)cosx を満たすf(x)を求めよ
これについて解答を考えてみたのですが, しっくりきません
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[1] 定数関数f(x)=0 はこれを満たす.
[2] この関数のf(x)=0を満たすxとsinx=0であるx以外の部分について考えると, 与式より
f'(x)/f(x)=(cosx/sinx)-1
両辺をxで積分して
loglf(x)l=loglsinxl-x+C (C: 任意の定数)
これを変形し, ±C=A (A≠0)とおくと
f(x)=Ae^(-x)sinx が得られる. ただしf(x)≠0, sinx≠0 より x≠nπ (nは整数.)
ここで, x=nπのとき,
f'(nπ)sinnπ=f(nπ)(cosnπ-sinnπ)からf(nπ)=0が得られる
よってすべてのxでf(x)=Ae^(-x)sinxを満たす.
ここで, [2]についてA=0とすると, [1]で求めたf(x)=0 も表せる.
よって, この微分方程式は十分にf(x)=Ae^(-x)sinxを解として持つ.
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[1]で, (i) f(x)=0 であるf(x)で (f(x)+f'(x))sinx=f(x) と f(x)=0 は同値
[2]で, (ii) f(x)≠0かつsinx≠0 であるxで (f(x)+f'(x))sinx=f(x) と f(x)=Ae^(-x)sinx は同値
(iii) sinx=0 であるxで f(x)=Ae^(-x)sinx と (f(x)+f'(x))sinx=f(x) は同値
が示せていると思うのですが, これで(f(x)+f'(x))sinx=f(x) と f(x)=Ae^(-x)sinx が同値になっている気がしません.
(ii)での穴は(i)と(iii)で埋まっているのか不安です.
これでOKなのならその理由を、 ダメなのならどのような確認が必要なのか 教えていただけるとうれしいです。
よろしくお願いします。