[2]の(3)について解説お願いします。 φをどのように取っていいのかわかりません

[2] 減衰振動の微分方程式 i(t) +2yi(t)+w²x(t) = 0, について次の問いに答えよ。 ここで,w,yは,ω>y>0をみたす定数である。 (1) x(t) = ext , 方程式 (式1)の解となるための入を決めよ。 (2) 方程式 (式1) の実数値をとる一般解を書け。 (3) 方程式 (式1) の解で,初期条件x(0) = 0, ż(0) = v を満たす解を求めよ。

解析力学です。わかる方おられませんかね

4. zy 平面において, 2点(-a/2,0), (a/2,0) (a>0) を結ぶ一様な線密度を持つ伸び縮みしない細い ひもを考える. ひもには鉛直方向 (y 軸方向) 下向きに重力がかかっている (重力加速度g) ひ もの長さをf(a) とするとき, ひもの描く曲線 y=g(x) を変分法を用いて論じ、次の形の微分方 程式が満たされることを示せ; 2 dy dr. =A'{y(z) +B}^-1, (A,B: 定数) = ※もし余力があれば、 微分方程式を解いて、 具体的に曲線を決定してみてください. いわゆる 「懸 垂曲線」 (カテナリー曲線) が答えになります。 [ヒント] レジュメ セクション2の (2.3) 式と (2.4) 式を参照。 [曲線の長さ] = f を拘束条件として､ ひものポテンシャル・エネルギー Uly(x) の変分問題を考える。 ラグランジュの未定乗数法を用い るとよい。 また、形式的に 「時間｣ のようにみなしてエネルギー保存則を利用すると計算が 楽かもしれない.

解答に、u=y^-2を両辺xで微分すると書かれているのですが、なぜu=-2y^(-3)y’になるのかがわかりません。

(8) xy-y = -1, y(1) = - 2. 微分方程式 y'′ - y = 2xy を次の順に解きなさい。 Ⓡ 1) 変数変換 u=y-2 を行い,未知関数u に関する微分方程式に直し なさい。 (2) (1)で求めた微分方程式を [][][][]

どのようにとけば良いか分かりません。

つぎの、2階線形微分方程式を解きなさい。 x - 8x + 12x: = 12t2 - 32 t +4 d

この問題が全然わかりません🥲 至急わかる方いらっしゃいませんか？😭

問4.2回微分可能で2階導関数 f'(r) が連続な関数全体の集合を C2(R) とす る。(ただしæは実数とする。) C2(R) は通常の関数の和と実数倍でベクトル 空間となる。 W = {f(z) ∈ C(R)\f"(x) -4f'(x)+3f(x) = 0} = を考える。 (1) ex, ex は W の元でる。この2つが一次独立であることを示せ。 (2) f(x) ∈W のとき、行列 A= ex e³x f(x) (ex)' (ex)' f'(x) (ex)" (ex)" f'(x) を簡約化した行列 B を求め、 rank (A) を求めよ。 また、 簡約化した行列 B の すべての成分は によらない定数であることを示せ。 (3) f(x) ∈Wに対して、 1,12, 13 ∈ R を変数とする方程式、 tex+tze3+ tof(x) = 0 を考える。この方程式に自明な解以外の解が存在することを示せ。 (4) f(x) ∈ W を取ると (e²,ess, f(x)) は必ず1次従属となり、 ある定数 d1,d2 ∈ R を用いて必ず f(x) = diez + d2e3 と表せることを示せ。 (注)この事実は2階線形微分方程式の解法に使われる。

微分方程式を解いてθ（t）を求める問題です。 この先の変形がわかりません。

2 ML² 3 d'occ₂ dt² = (376-70- -110 - mg ZL sin Act) 32 sim 0 (t) Sin 2L

数弱です。 関数の特徴とは…どういうことでしょうか。 答え方が分からず困っています。 そして、問題に挙げられている関数２つがどんなグラフになるのか分かりません。 補足：お応え出来たらで良いのですが、「Gauss の超幾何微分方程式」とは何でしょうか。教えて下さい。

問題 0.4. y = 1/æ という関数はどのような特徴があるか説明せよ.また,それを踏まえて y = sinx/x につ いて知るためには,何を調べればよいか. いくつか挙げよ. では, そもそも関数はどのような場面で現れるだろうか. 例 0.1. 量子力学では粒子の動く様子を微分の入った方程式で表すことができる. これを解くときに次のよう な形の方程式が現れることが知られている (Gauss の超幾何微分方程式.ここで, 0, B, は定数). (0.1) x(1-z)f"(z) +{y-(a +3 +1)x}f'(x) - aßf(z) = 0. 例えば, α = β= -2, y = 1 であれば, (0.2) f(x) =x2+4x+1 という関数が上の式を満たす. これを微分方程式 (0.1) の解と呼ぶ.

高３北大理系志望なんですが数3の微分方程式ってやった方がいいんですかね？

(2)π/2を代入しなくても③から恒等式で求めてもいいですか？

基本 例題 156 第2次導関数と等式 (1) y=log(1+cosx)" のとき, 等式y" +2e-x=0を証明せよ。 (2) y=euxsinx に対して, y" = ay + by' となるような定数a,bの値を求めよ 10) [(1) 信州大, (2) 駒澤大] 基本 155 指針 第2次導関数 y” を求めるには,まず導関数yを求める。 また, (1), (2) の等式はともに の恒等式である。 (1) y" を求めて証明したい式の左辺に代入する。 また,e-xで表すには、等式 elogp=pを利用する。 (2) y', y” を求めて与式に代入し, 数値代入法を用いる。 解答 (1) y=2log(1+cosx) であるから (1+cos x)' 1+cosx よって よって y'=2･ y" == 2{cosx(1+cosx)−sinx(−sinx)} +(1+cos x)² x£)aies 2 1+cosx 2(1+cosx) (1+cosx) また,=log(1+cosx) であるから 2 ゆえに 2e-2=2 y 1+cos x π 2 e2 y"+2e=¾=—— 2 また, x= 39 てもこれを解いて == 1+cos x 2sinx 1+cosx y"=ay+by' に ①, ② を代入して e2x ...... を代入して +A + (2)y'=2e²sinx+e2xcosx=e2x(2sinx+cosx) y"=2e²x (2 sinx+cosx)+e²x (2 cosx-sinx) =e2x(3sinx+4cosx) ① ゆえに ay+by'=ae²x sinx+be²x (2 sinx+cosx)) =`(²x) =e2x{(a+26)sinx+bcosx} ež=1+cos x 2 1+cos x ③はxの恒等式であるから, x=0を代入して 3e=e" (a+26) =0 【logMk=klogM なお,-1≦cosx≦1と (真数) > 0 から 1+cosx>0 [参考 (2) のy"=ay+by' ように、未知の関数の導 を含む等式を微分方程式 (3sinx+4cosx)=e2x{(a+26)sinx+bcosx} ... ③ いう(詳しくは p.473 参照 4=b ③が恒等式③に ◄sin²x+cos²x=1 CHURO530 11 [elogp=を利用すると alog(1+cosx)=1+cosx logze REC (e²)' (2 sinx+cos x) +ex (2 sinx+cos.x)' 2 を代入しても成り a=-5, b=4 このとき (③の右辺)=e2x{(-5+2・4)sinx+4cosx}= (③の左辺) 逆の確認。 したがって a=-5, 6=4

数３青チャートの微分方程式の問題なのですが、dy/yやdx/xの積分が∫dy/yや∫dx/xになるのはなぜですか。∫dy^2/yなどにはならないのでしょうか。

したがって ニー 2xy'=-y サ 曲線Cは第1象限にあるから x>0, y>0... 0.349) を利用して、①の右辺を Voug dy =-yから ゆえに, 2x dy すなわ dx dt 両辺を積分して複 dy y || T dx =- yowe 2x 1 ( dx X 2 ①