偏微分についての計算方法
- 偏微分についての計算について解説します。
- 1回目の偏微分で間違いがある可能性がありますので、修正方法を説明します。
- 2回目の微分は複雑ですが、順を追って計算することで解決できます。
- ベストアンサー
偏微分についての計算
偏微分についての計算 u= - ky/r^2,r^2=x^2+y^2 が二次元のラプラシアンを示せ。 という問題があるのですが、何回といてみても出来ないので、先生に聞いてみると、1回目の偏微分で間違っているよ!と言われましたが、後は何も教えてくれません。どこが違うのかを教えてください。 あと、2回目の微分が複雑で自分の頭の中も整理が付かないのでそこのところのアドバイスもお願いします。 あと、今回の偏微分はDを使わせてもらいます。 (私の現状で作っている解答) Du/Dx=Du/Dr・Dr/Dx =3ky/r^4・(x/r)=3kxy/r^4 Du/Dy=Du/Dy+Du/Dr・Dr/Dy=-ky/r^2+3ky/r^4・(y/r)=3ky^2/r^4 D^2u/Dx^2=D/Dx(3kxy/r^4)=3ky/r^4-12kxy/r^5・(x/r)=3ky/r^4-12kx^2y/r^6
- cckksv1
- お礼率37% (39/103)
- 数学・算数
- 回答数1
- ありがとう数2
- みんなの回答 (1)
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
ん~, たぶん Du/Dr から間違ってる.
関連するQ&A
- 偏微分についての計算
偏微分についての計算 u= - ky/r^2,r^2=x^2+y^2 が二次元のラプラシアンを示せ。 という問題があるのですが、何回といてみても出来ないので、先生に聞いてみると、1回目の偏微分で間違っているよ!と言われましたが、後は何も教えてくれません。どこが違うのかを教えてください。 とりあえず、ここかな?と思うところは直してみたもののそれでも心配です あと、2回目の微分が複雑で自分の頭の中も整理が付かないのでそこのところのアドバイスもお願いします。なお、今回の偏微分はDを使わせてもらいます。 (やりなおした結果) Du/Dx= 2ky/r^3・x/r=2kxy/r^4 Du/Dy= Du/Dy+Du/Dr・Dr/Dx -k/r^2+2ky/r^3・y/r =-k/r^2+2ky^2/r^4 D^2u/Dx^2=D/Dx(2kxy/r^4) f=2kxy/r^4とおく =Df/Dx+Df/Dr・Dr/Dx =2ky/r^4-8kxy/r^5・x/r =2ky/r^4-8kx^2・y/r^6 D^2u/Dy^2=D/Dy(-k/r^2+2ky^2/r^4) g=-k/r^2+2ky^2/r^4とおく =Dg/Dx+Dg/Dr・Dr/Dx+Dg'/Dr・Dr/Dx =4yk/r^4-8ky^2/r^5・y/r+2k/r^3・y/r =4yk/r^4-8ky^3/r^6+2ky/r^3 =6ky/r^4-8ky・y^2/r^6+2ky/r^3
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 同次形微分方程式
下の“微分方程式を解け”という問題がわかりません。 (1) (x+y)+(x-y)(dy/dx)=0 (2) xy(dy/dx)=x^2+y^2 この2つなんですが、一応、同次形微分方程式の範囲なので y/xの形にしてみたんですが・・・ (1) (x-y)(dy/dx)=-(x+y) (dy/dx)=-(x+y)/(x-y) 右辺の分母分子をxで割る (dy/dx)=-(1+y/x)/(1-y/x) y/x=uとおくとy=xuよって(dy/dx)=u+x(du/dx) よって u+x(du/dx)=-(1+u)/(1-u) x(du/dx)=-(1+u)/(1-u) -u x(du/dx)=-(1+u^2)/(1-u) (1-u)du/(1+u^2)=(1/x)dx 両辺を積分というとこの左辺のせきぶんがわかりません。 というかここまでまちがってるかもしれません。 (2) (dy/dx)xy=x^2+y^2 両辺をx^2でわる。 (dy/dx)(y/x)=1+(y/x)^2 y/x=uとおくとy=xuよって(dy/dx)=u+x(du/dx)よって u+x(du/dx)=(1+u^2)/u x(du/dx)=(1+u^2)/u -u x(du/dx)=(1/u) udu=(1/x)dx 両辺を積分 (1/2)u^2=logx+C よって(1/2)(y/x)^2=logx+C y^2=2x^2(logx+C) となり、とりあえず答えは合いました。過程はあってますか? あと、最終的な答えの形なんですがy=で答えるとかx=で答えるとか ってありますか?
- 締切済み
- 数学・算数
- 微分 やり方を見せてほしいです
y=-3ln(1-x)^2 を微分せよという問題です。 私のやり方 (1-x)を u とする y=-3lnu^2 u^2 をzとする y=-3lnz dy/dx = (dy/dz)(dz/du)(du/dx) =(-3/z)(2u)(-1) =6/u =6/(1-x) となります。 答えはこれで合っているのですが無駄なやり方をしてる様に思います。 普通はどんなやり方をしているのでしょうか?
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 合成関数の微分法により,d/dx * y^2 =
合成関数の微分法により,d/dx * y^2 = d/dy * y^2 * dy/dxと書いてあったのですが、何故こうなるかが分かりません 関数 y = f(g(x)) を y = f(t) と u = g(x) の合成関数と考えるとき, dy/dx = dy/du * du/dx が合成関数の説明ですが、ここの説明のyとuは、上の式(d/dx * y^2 = d/dy * y^2 * dy/dx)では何になっていますか?
- 締切済み
- 数学・算数
- 同次形微分方程式
次の問題がわかりません。 次の微分方程式を解け。 (1)(x-y)(dy/dx)=2y (2)dy/dx=y/x+sin(y/x) (1)(x-y)(dy/dx)=2y (dy/dx)=2y/(x-y) 右辺の分母分子をxで割る (dy/dx)=2y/x/(1-y/x) y/x=uとするとdy/dx=u+xdu/dxより u+xdu/dx=2u/1-u xdu/dx=2u/1-u -u xdu/dx=u+u^2/1-u (1-u)du/(u+u^2)=dx/x 両辺を積分 の左辺の積分がわかりません。それかもっといい方法あったら 教えてください。 (2)y/x=uとするとdy/dx=u+xdu/dxより u+xdu/dx=u+sinu xdu/dx=sinu du/sinu=dx/x 両辺を積分 の左辺の積分がわかりません。お願いします。
- 締切済み
- 数学・算数
- 関数の導関数を求める方法(合成関数の微分を用いる方法)
次の関数の導関数を求める問題なのですが、 以下の解き方であってるでしょうか? (1) f(x) = (2x+1)^3 f(x)=u^3, u=2x+1とおき、合成関数の微分を用いる。 公式 (dy/dx)=(dy/du)・(du/dx)より、 f'(x)=(dy/du)=3u^2 (du/dx)=2 ∴(dy/dx) = (dy/du)・(du/dx) = 3u^2・2 = 6u^2 = 5(2x+1)^2 (2) g(x)=1/(x^2+x+1) f(x)=u^(-1), u=x^2+x+1とおき、合成関数の微分を用いる。 公式 (dy/dx)=(dy/du)・(du/dx)より、 g'(x)=(dy/du)=u^(-1) (du/dx)=2x+1 ∴(dy/dx) = (dy/du)・(du/dx) = u^(-1)・(2x+1) = (x^2+x+1)^(-1)・(2x+1) = (2x+1)/(x^2+x+1)
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 三角関数の微分
IIICをやってて少し気になったので 質問させてください “y=sin(3x) と表されるとき(dy/dx)を求めよ” という問題で私は2つの解答例が思い浮かびました [解答例1] u=3xと置くと (dy/du)=3 (du/dx)=u*cos(u) となり、合成関数の微分法の公式から (dy/dx)=(dy/du)*(du/dx) =(3)*{u*cos(u)} =3*3x*cos(3x) =9x*cos(3x) (答) [解答例2] 3倍角の公式から sin(3x) =3sin(x)-4{sin(x)}^3 よって (dy/dx) =[3sin(x)]'-[4{sin(x)}^3]' =3cos(x)-12[{sin(x)}^2]*[cos(x)] (答) となってしまい、同じ式を微分したのに 異なる解答が出てきます。 この場合どちらが正しいのでしょうか。 あるいはどちらも正しいのでしょうか。 回答をお願いします
- ベストアンサー
- 数学・算数
お礼
解答のほうありがとうございました。とりあえずご指摘のところを直してみましたが、それでも不安なので、 http://okwave.jp/qa/q5985470.html にて再び質問しています。出来れば、解答していただくとありがたいです。