• ベストアンサー

C∞級とは何ですか?

PRFRDの回答

  • PRFRD
  • ベストアンサー率73% (68/92)
回答No.5

No.3 のコメントについて > No2さんの例で{ |x|^(4+1/3) } / x はなぜC3級になるというのですか? 大雑把に言うと,3回くらい微分すると f'''(x) ~ |x|^(1/3) みたいになり, この関数は原点でとがっている関数なので,微分不能で C^4 になりません. (厳密には No.3 で述べたように確認する必要があります) ちなみに { |x|^(4+1/3) } / x = { |x|^(3+1/3) } は間違ってます. 左辺は正負両方取るのに右辺は正しか取りませんよね. > 式を見てC何級であるかということはどこを見れば分かることなのでしょうか? ぱっと見て分かるものではありません. いろんな関数の例を知り(x sin(1/x) や |x|^(1/3) が連続だけど微分不能だとか), それの類推でいろんな関数について自分で確認することで, なんとなくそうかな,という感覚がつかめるようになります. ただ,最終的には No.3 でやったような確認をその都度やる必要があります. 一応,C^n 級関数の和・積・合成が(適切な領域で)C^n 級であることが 微分の定義から分かるのでこれを使うとある程度確認が簡単になります. (例えば  x^3 sin(1/x) が原点以外で C^∞ なのは x^3 と sin(x) が全域で C^∞,  1/x が原点以外で C^∞ であることから直ちに出ます.)

関連するQ&A

  • 複素微分の存在→正則の証明

    複素関数fの複素微分が存在するなら、その関数は正則であるということを証明するプロセスは複素関数論の教科書にはすべて載っていると思います。 私の本では複素微分df/dzにおいてdz=h+ikとして、k=0でh→0としたものと、h=0としてk→0としたものが一致しなければならないということから正則であることを誘導しています。複素微分による2つの特殊な例を適用したように見えるのですが、これで演繹的に証明したことになるのでしょうか。 これに関連して、正則とはコーシーリーマンの関係が成立することであり、それが正則の定義と考えていいのでしょうか。つまり正則ならコーシーリーマンの関係式が成立することを証明せよ、というようなことはないと思っていいでしょうか。 なお、正則→複素微分の存在という証明が別途出てきますが、こちらは平均値の定理とコーシーリーマンの式で演繹的に証明できたような印象なのですが。

  • 微分関連の質問

    微分を数学IIIで習い始めたばかりなので、分からない事があるので教えて下さい。 1 自然対数eとはなんですか。微分しても変わらないのもと言うのは分かるのですが。受験では一般的にどのようなときに使われるのでしょうか。超簡単に教えて下さい。 2 sin,cosの微分は公式を習いましたが、僕は感覚的に(-sinθ)'=-cosθ cosθ'=-sinθ,(-cosθ)'=sinθと三角比の単位円を使って出しています。これに問題はないでしょうか。あと上に微分したものをいくつか書きましたが、これはあっているでしょうか? 3 合成関数の微分について教えてください。「xの中身がx一文字以外のときに合成関数である。」などと習いました。これでやって答えはあっていることが多いですが今一分かりません。カチッとした定義などではなく、なにか簡単に合成関数を見極める方法はないでしょうか。 4 y=tan^3θを微分するとy'はどうなるのでしょうか。これも合成関数らしいですが、。「xの中身がx一文字以外のときに合成関数である。」とは思えません。この式を微分する過程を教えてください。

  • フーリエ級数からゼータ関数

    フーリエ級数について勉強していて、疑問に思った事がありました。 まず、y=x^2(-π≦x≦π)をフーリエ変換して、 x^2-(π^2)/3=4(-cosx+(cos2x)/4-(cos3x)/9+(cos4x)/16……) という級数を得ました。これにx=πを代入すると、ζ(2)=(π^2)/6 というゼータ関数の公式を得る事ができます。 また、この両辺を微分して、 2x=4(sinx-(sin2x)/2+(sin3x)/3-(sin4x)/4……) となるので、x=π/2を代入すると、 π/4=1-1/3+1/5+1/7…… というグレゴリーの公式を得ることになります。ここまでは納得できました。 今度は、x^2-(π^2)/3=…の両辺を4回微分します。すると、 0=4(-cosx+4cos2x-9cos3x+16cos4x……) となるので、x=πを代入すると、 O=4(1+4+9+16……) ⇔O=1+4+9+16…… となります。これを見た瞬間におかしいと思ったのですが、これはちょうどゼータ関数の公式に一致します。この式は、ゼータ関数を複素関数として解析接続をして得られるそうなのですが、このような、フーリエ級数表示して両辺を微分する、という導き方は正当なのもなのでしょうか。 仮にこの導き方が正しいをすると、さらに偶数回の微分を繰り返して、 ζ(2n)=0(nは負整数) という結果が導けるのですが、ゼータ関数の値がこんな簡単に導けるものなのでしょうか。

  • cosx/xの積分の値について

    ∫(-∞→∞)cosx/x dx の値を求めようとしています。 複素関数論と偶関数の性質を使って ∫(-∞→∞)sinx/x dx = π/2×2 = π というのは分かるのですが、sinをcosに変えると同じような方法がうまくいかずに困ってしまいます。 アドバイスをお願いします。

  • 合成関数を2回偏微分するやり方?がわかりません;;

    y=r * sinθ x=r * cosθ とすると 合成関数の偏微分法から ∂f/∂r=cosθ*(∂f/∂x) + sinθ*(∂f/∂y) となります。 もう一回微分して ∂^2f/∂r^2= cos^2θ*(∂^2f/∂x^2) + sin^2θ* (∂^2f/∂y^2)+ 2sinθcosθ(∂^2f/∂x∂y) になります。 なんで 2回微分したときに cos^2θ とか sin^2θ とか出てくるんですか?  よくわからないので くわしくおしえてほしいです;;

  • 無限回微分可能

    j(x)=exp[-1/1-|x|^2],|x|<1 0,|x|≧1 が与えられたときに、この関数が無限回微分可能とはどのように証明したらよいのでしょうか? お願いします。

  • C1級について

    今大学で複素関数を勉強しているのですが、いまいち C1級やらC2級の考え方がわかりません。 u = -x^3 + 3xy^2 が C1級で u = -x^2 + 2xy + y^2 がC2級となっているのですが 違いがよくわかりません。 偏微分ができる回数とそれらが連続かどうかみたいなことが 書いてあるんですがよくわからないのでお願いします。

  • 複素積分を使わずに解ける

    複素関数の勉強をしていて、疑問に思ったことがあります。 次の定積分を求めよ、という問題です。 ∫(from 0 to ∞)exp(-x^2) cos2bx dx (bは定数) この問題は、複素平面上の長方形状の積分路に沿って積分して答えが出せたのですが、以下のようなやり方をしてみました。 まず、求める積分はbの関数とみなせるので、I(b)とおきます。 次にI(b)をbで微分します。被積分関数をbで偏微分し、部分積分を使うと、 dI(b)/db = -2bI(b) となります。これはbの微分方程式になっているので、これを解くと、 I(b) = Aexp(-b^2) (Aは定数) となります。元の式にb=0を代入すれば、 I(0) = sqrt(π)/2 となるので、 I(b) = sqrt(π)exp(-b^2)/2 という結果になります。 なんだか複素積分をするよりも簡単に答えが出せたのですが、このやり方でもよいのでしょうか。参考書にはこの方法が載っていなかったのですが。

  • C++ 6.0について

    私は、プログラマー目指して勉強でVisual C++で四角格子のプログラミングしているのですが、 計算で使うsinやcosやsqrtが定義されていないとエラーが出ます。 これらも定義するのでしょうか?どのように定義するのですか? 教えてください。

  • 巡回群について

    複素数体の乗法群について教えてください。 複素数体の乗法群 C*=C\{ 0 } を考える。 τ3= cos ( π / 3 ) + i sin ( π / 3 ) τ5= cos ( π / 5 ) + i sin ( π / 5 ) ∈C* とおく。 τ3、τ5 で生成されるC*の部分群<複素数体の乗法群について教えてください。 複素数体の乗法群 C*=C\{ 0 } を考える。 τ3= cos ( π / 3 ) + i sin ( π / 3 ) τ5= cos ( π / 5 ) + i sin ( π / 5 ) ∈C* とおく。 τ3、τ5 で生成されるC*の部分群<τ3 , τ5>が巡回群であることを示したいのですが… <τ3 , τ5>と<τ15>が同型であることは どのようにしたら証明することができますか? よろしくお願いします。