• 検索結果がありません。

蜷梧ャ。蠖「縺ォ蟶ー逹縺ァ縺阪k譁ケ遞句シ/A> 隨ャ吝屓 隨ャ大屓隧ヲ鬨/A> 隨ャ10蝗 荳髫守キ壼ス「蠕ョ蛻婿遞句シ/A> 隨ャ11蝗 繝吶Ν繝後繧、縺ョ譁ケ遞句シ/A> 隨ャ12蝗 螳悟蠕ョ蛻婿遞句シ/A> 隨ャ13蝗 遨榊蝗蟄/A> 隨ャ14蝗 繧ッ繝ャ繝シ繝ュ繝シ縺ョ譁ケ遞句シ/A> 隨ャ15蝗 鬮俶ャ。蠕ョ蛻婿遞句シ/A> 隨ャ16蝗 隨ャ貞屓隧ヲ鬨

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

シェア "蜷梧ャ。蠖「縺ォ蟶ー逹縺ァ縺阪k譁ケ遞句シ/A> 隨ャ吝屓 隨ャ大屓隧ヲ鬨/A> 隨ャ10蝗 荳髫守キ壼ス「蠕ョ蛻婿遞句シ/A> 隨ャ11蝗 繝吶Ν繝後繧、縺ョ譁ケ遞句シ/A> 隨ャ12蝗 螳悟蠕ョ蛻婿遞句シ/A> 隨ャ13蝗 遨榊蝗蟄/A> 隨ャ14蝗 繧ッ繝ャ繝シ繝ュ繝シ縺ョ譁ケ遞句シ/A> 隨ャ15蝗 鬮俶ャ。蠕ョ蛻婿遞句シ/A> 隨ャ16蝗 隨ャ貞屓隧ヲ鬨"

Copied!
5
0
0

読み込み中.... (全文を見る)

全文

(1)

8

同次形に帰着できる微分方程式

y′= a1x + b1y + c1 a2x + b2y + c2 の形の微分方程式は,適当な置換によって変数分離形または同次形に帰着 できる。

8.1

a1

: b

1

= a

2

: b

2

の場合

u = a2x + b2y + c2 とおけば変数分離形になる(第 6 回 y′= f (a2x + b2y + c2)の特別の場合)。 例.   y= 2x− 4y − 1 3x− 6y − 2 y′ = 6x− 12y − 3 3(3x− 6y − 2) = 2(3x− 6y − 2) + 1 3(3x− 6y − 2) u = 3x− 6y − 2 とおくと u′ = 3− 6y′ = 3− 6 · 2u + 1 3u = 3u− 4u − 2 u = −u − 2 u ∴ − 1 = u u + 2u = ( 1 2 u + 2 ) u′−1 dx = ∫ ( 1 2 u + 2 ) du −x + C1 = u− 2 log |u + 2| = 3x− 6y − 2 − 2 log |3x − 6y| ∴ C1+ 2 = 4x− 6y − 2 log |3x − 6y| C = 2x− 3y − log |3x − 6y|

8.2

a

1

: b

1

̸= a2

: b

2

の場合

{ a1x + b1y + c1= a1(x− α) + b1(y− β) a2x + b2y + c2= a2(x− α) + b2(y− β) となる α, β を見つけて,   { X = x− α Y = y− β とおくと   Y′= dY dX = dY dx dX dx = y 1 = y = f ( a1X + b1Y a2X + b2Y ) となり,同次形  Y′ = a1X + b1Y a2X + b2Y が得られる。 なお,α, β は,連立方程式  { a1x + b1y + c1= 0 a2x + b2y + c2= 0  を解いて得られる。

(2)

例.   y= 5x + 9y + 17 3x− y − 9 { 5x + 9y + 17 = 0 3x− y − 9 = 0 ∴ { x = 2 y =−3y′= 5(x− 2) + 9(y + 3) 3(x− 2) − (y + 3) { X = x− 2 Y = y + 3 とおく Y′ = 5X + 9Y 3X− Y U = Y X とおくと U′ = Y − U X 1 X = 1 Y′− U U = 1 5 + 9U 3− U − U U′ = 3− U 5 + 9U − 3U + U2U′ = 3− U U2+ 6U + 5U′ = 3− U (U + 1)(U + 5)U = ( 1 U + 1 2 U + 5 ) U′ ∫ 1 X dX = ∫ ( 1 U + 1 2 U + 5 ) dU

log|X| + C1 = log|U + 1| − 2 log |U + 5|

C1 = log|U + 1| − 2 log |U + 5| − log |X|

= log U + 1 (U + 5)2X = log Y + X (Y + 5X)2 = log y + 3 + x− 2 (y + 3 + 5x− 10)2 = log x + y + 1 (5x + y− 7)2 x + y + 1 (5x + y− 7)2 =±e C1 = C

問題

次の微分方程式を解きなさい。 (1) y′= 10x + 7y− 1 x− y + 5 (2) y′+ 6x + 3y + 2 4x + 2y + 1 = 0 (3) (5x− y − 9)y′+ 3x− 7y + 1 = 0 (4) y′= √ 2x− y + 1 x− 2  (√がついているが同様にしてできる)

(3)

解答 (1) y′= 10x + 7y− 1 x− y + 5 { 10x + 7y− 1 = 0 x− y + 5 = 0x =−2, y = 3 { X = x + 2 Y = y− 3  とおく Y′ = 10X + 7Y X− Y   = 10 + 7Y /X 1− Y/X U = Y X  とおく U′= Y − U X 1 X = 1 Y′− U U = 1 10 + 7U 1− U − U U′ = 1− U 10 + 7U− U + U2U′ = 1− U U2+ 6U + 10U′ = −(U + 3) + 4 (U + 3)2+ 1 U′ ∫ 1 X dX = ∫ −(U + 3) + 4 (U + 3)2+ 1 dU log|X| + C1 = 1 2 log (U + 3) 2+ 1 +4 tan−1(U + 3) −2C1 = log U2+ 6U + 10 + 2 log|X| −8 tan−1(U + 3) C = log (U2+ 6U + 10)X2 −8 tan−1(U + 3) = log Y2+ 6XY + 10X2 −8 tan−1 ( Y X + 3 ) = log((y− 3)2+ 6(x + 2)(y− 3)         +10(x + 2)2) −8 tan−1 ( y− 3 x + 2 + 3 ) = log((y− 3)2+ 6(x + 2)(y− 3)         +10(x + 2)2) −8 tan−1 ( y + 3x + 3 x + 2 ) (2) y′+ 6x + 3y + 2 4x + 2y + 1 = 0 y′ = 12x + 6y + 4 2(4x + 2y + 1) = −3(4x + 2y + 1) + 1 2(4x + 2y + 1) u = 4x + 2y + 1とおく u′ = 4 + 2y′ = 4 3u + 1 u = u− 1 u 1 = u u− 1u = ( 1 + 1 u− 1 ) u′ x + C1 = u + log|u − 1| = 4x + 2y + 1 + log|4x + 2y| C1− 1 = 3x + 2y + log |4x + 2y| ∴ C = 3x + 2y + log |4x + 2y|

(4)

(3) (5x− y − 9)y′+ 3x− 7y + 1 = 0 y′ = −3x− 7y + 1 5x− y − 9 = −3(x− 2) − 7(y − 1) 5(x− 1) − (y − 1) X = x− 2, Y = y − 1 とおく Y′ = −3X− 7Y 5X− Y = 3− 7Y X 5 Y X U = Y X とおく U′ = Y − U X 1 X = 1 Y′− U U = 1 3− 7U 5− U − U U′ = 5− U −3 + 7U − 5U + U2U′ = 5− U U2+ 2U− 3U′ = 5− U (U + 3)(U− 2)U =    8 5 U + 3 + 3 5 U− 2    U′ log|X| + C1 = 8 5 log|U + 3| +3 5 log|U − 2| 5C1 = −8 log |U + 3| + 3 log |U − 2| −5 log |X| = log (U− 2) 3 (U + 3)8X5 C = (U− 2) 3X3 (U + 3)8X8 = (Y − 2X) 3 (Y + 3X)8 = ((y− 1) − 2(x − 2)) 3 ((y− 1) + 3(x − 2))8 = (y− 2x + 3) 3 (y + 3x− 7)8 (y− 2x + 3)3 = C(y + 3x− 7)8

(5)

(4) y′= √ 2x− y + 1 x− 2 y′ = √ 2(x− 2) − (y − 5) x− 2 X = x− 2, Y = y − 5 とおく Y′ = √ 2X− Y X = √ 2 Y X U = Y X とおく 1 X = 1 Y′− U U = √ 1 2− U − U U T =√2− U とおく U = 2− T2 ∴ U′=−2T T′ 1 X = 1 T− (2 − T2)(−2T )T′ = −2T T2+ T− 2T′ = −2T (T + 2)(T− 1)T =    4 3 T + 2 + 2 3 T− 1    T′ log|X| + C1 = 4 3 log|T + 2| 2 3 log|T − 1| −3C1 = 4 log|T + 2| + 2 log |T − 1| +3 log|X| = log (T + 2)4(T− 1)2X3 C = (T + 2)4(T− 1)2X3 = (√2− U + 2 )4(√ 2− U − 1 )2 X3 = (√ 2 Y X + 2 )4      (√ 2 Y X − 1 )2 X3 = (√2X− Y + 2X )4     (√2X− Y −X )2 = (√4x− y − 3 + 2x− 2 )4     (√4x− y − 3 −x− 2 )2

参照

関連したドキュメント

BS/110度CS IF入力端子

The object of this paper is to prove a selection theorem from which we derive a fixed point theorem that is different from the one due to Tarafdar [7] in that the compactness

※ MSCI/S&P GICSとは、スタン ダード&プアーズとMSCI Inc.が共 同で作成した世界産業分類基準 (Global Industry Classification

弊社専用ダイヤルもしくは、お買い上げの販 売会社にご連絡ください。( ☞裏表紙 ) 特定コンセント

TCLKP_AB TCLKN_AB DOUT0P_A_AB DOUT0N_A_AB DOUT1P_A_AB DOUT1N_A_AB DOUT0P_B_AB DOUT0N_B_AB DOUT1P_B_AB

       資料11  廃  棄  物  の  定  義  に  つ  い  て  の  現  行  の  解  釈.